电机驱动走向高效节能

    集成的电机控制方案越来越多，比如电机和驱动集成，电机控制器和 PLC 集成，电机控
制器和驱动集成。集成的概念不仅仅停留在电机、电机驱动和电机控制器，还包括整个电机
系统的集成。例如，目前西门子公司正在推广

IDS(Integrated Drive System，集成驱动系统)

包括两个层面，第一个层面是横向集成，包括电机控制器、电机驱动、电机和减速机的集成

;

第 二个 层面 是纵 向集 成， 是将 电机 系统 纳入 到整 个工 业控 制系 统， 也叫

TIA(Totally 

Integrated Automation Portal)。电机控制的集成化趋势要求半导体芯片厂商也能提供集成的
MCU、FPGA 解决方案，在单颗芯片中集成更多的功能，算法以及工业以太网。
 
    机械设备中电机的轴数更多，使用更灵活正成为另外一个趋势。多轴控制越来越多地应用
在包装机械、电子组装机械、食品饮料机械和印刷机械中。为了满足小批量、定制化和柔性化
的加工需求，客户需要灵活地调整电机控制的轴数，要求电机控制系统更加开放，可以重
复编程。这些需求使客户对电机控制

MCU、FPGA 和 DSP 性能的要求越来越高。8 位 MCU 因

为价格便宜、性能稳定，应用范围极为广范，比如信号检测、

LED 照明控制、电源转换控制

和

BLDC 电机控制，这些应用中 8 位 MCU 就已经足够。但 32 位 MCU 正在蚕食 8 位 MCU

市场，主要是因为

8 位 MCU 在越来越多的环境下已经遇到瓶颈，比如变频器控制、伺服电

机控制、电力与能源监控等等，另外

32 位 MCU 价格在进一步走低，8 位 MCU 和 32 位

MCU 的价格差异在缩小。
 
    电机系统节能也是大势所趋。为提升能效等级，工信部今年 6 月份公布了电机能效提升计
划

(2013~2015 年)，到 2015 年，实现电机产品升级换代，50%的低压三相笼型异步电动机

产品、

40%的高压电动机产品达到高效电机能效标准规范;累计推广高效电机 1.7 亿千瓦，淘

汰在用低效电机

1.6 亿千瓦，实施电机系统节能技改 1 亿千瓦，实施淘汰电机高效再制造

2000 万千瓦。
 
    但是仅仅用高效电机替换普通电机对整个电机系统的节能效果提升并不明显，整个电机
系统的节能才是真正的节能。因此，变频器、伺服、逆变器和专用电机驱动大量用在升降机、
电焊机、风机、泵、压缩机、电动车电机、空调压缩机、洗衣机电机和冰箱压缩机中。而变频器、
伺服驱动、逆变器和专用控制器中的

IPM 模块、IGBT 和 MOSFET 对节能降耗起到关键性作

用。客户对这些功率器件要求也越来越多，比如要求更低的产品成本、更紧凑的封装尺寸、更
好的散热性能，对功率器件的多样化也提出要求，比如低功耗器件、紧凑设计的大功率器件、
低压大功率器件、大电流高电压器件等等。
 
    众厂商谈电机技术趋势
 
    FOC 等数字控制盛行
 
        具 体 到 单 片 机 (MCU) ， Microchip 公 司 16 位 单 片 机 产 品 部 产 品 营 销 经 理 Erlendur 
Kristjansson 称，随着政府和消费者对能效要求的提升，磁场定向控制 (FOC)等先进数字控