智能化轉(zhuǎn)型過程，電機(jī)行業(yè)存在的應(yīng)用要點(diǎn)相輔相成。

目前，在“雙碳”政策和智能化發(fā)展趨勢下，傳統(tǒng)的電機(jī)行業(yè)正朝著智能電機(jī)方向轉(zhuǎn)型。不論是上游的器件供應(yīng)商，還是下游的電機(jī)整機(jī)廠商，都在想方設(shè)法為客戶提供更優(yōu)的解決方案，以滿足終端市場的應(yīng)用需求。第19屆(杭州)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)研討會(huì)匯聚了來自靈動(dòng)股份、PI、國民技術(shù)、臥龍電氣、寶時(shí)得、江南電機(jī)、博世等電機(jī)行業(yè)上下游的專業(yè)人士，期間就電機(jī)行業(yè)在驅(qū)動(dòng)與控制中的創(chuàng)新應(yīng)用、對32位MCU應(yīng)用需求和節(jié)能減排等話題進(jìn)行了深度探討。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制的創(chuàng)新應(yīng)用

電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制猶如電機(jī)技術(shù)發(fā)展的兩駕馬車。作為方案提供商，靈動(dòng)股份其實(shí)一直在電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制系列產(chǎn)品上花了很多精力，不斷進(jìn)行創(chuàng)新和應(yīng)用迭代。目前靈動(dòng)股份不僅提供算法的平臺(tái)化解決方案，節(jié)省工程師學(xué)習(xí)時(shí)間，同時(shí)提高整個(gè)芯片的系統(tǒng)集成度，而且一直迭代不同控制方案上的算法。

其實(shí)不同的電機(jī)應(yīng)用，都會(huì)有對應(yīng)的項(xiàng)目難點(diǎn)。客戶對于電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的高溫、高濕、腐蝕、震動(dòng)和可靠性上有很高的要求。如何做到更高的可靠性，更高的效率，更高的算力，并且實(shí)現(xiàn)更高的性價(jià)比，成為主要的產(chǎn)品問題。雖然有些要求相互之間矛盾，但靈動(dòng)股份其實(shí)已經(jīng)有了一些對應(yīng)的辦法。據(jù)了解，靈動(dòng)股份的產(chǎn)品一直在迭代，他們用最新的工藝去使得產(chǎn)品的性價(jià)比做得更高，然后用最優(yōu)的工藝設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)把產(chǎn)品質(zhì)量可靠性問題解決，并取得良好效果。

PI應(yīng)用工程師吳樹祿介紹，PI提供了半橋的電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案，可以節(jié)省生產(chǎn)工藝，并且在內(nèi)部做了各種保護(hù)機(jī)制，可以減少從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)到上市時(shí)間。尤其對于出口來說，PI通過了在北美市場上家電都需要的認(rèn)證要求。相對來說，PI的器件效率會(huì)非常高，DEMO板幾乎都做到99.2%以上，可以大大節(jié)省能源。

吳樹祿認(rèn)為，從MCU控制角度來說，如果精度控制得越好，MCU的速度性能會(huì)進(jìn)一步提升?；旧蠈τ趩蜗嗟?a target="_blank">電機(jī)控制，PI在節(jié)省成本，同時(shí)會(huì)去掉一些必要的硬件。如果能通過優(yōu)化算法來解決，就可以大大減少PCB的成本和面積，提高生產(chǎn)工藝。

對于下游的電機(jī)整機(jī)廠商來說，以前電機(jī)使用銅和鐵等材料，比較容易形成同質(zhì)化競爭，企業(yè)的核心競爭力不強(qiáng)。產(chǎn)品數(shù)字化變革之后，電機(jī)變得更加智能，公司主要通過電機(jī)加控制、加模塊的系統(tǒng)解決方案或者讓電機(jī)帶控制或模組，以成套的解決方案給到客戶，以提高產(chǎn)品的競爭力，改善公司盈利能力。

從控制角度來講，目前很多國產(chǎn)MCU對標(biāo)瑞薩、ST等等進(jìn)口MCU，國內(nèi)成熟的軟件也有，但是很多國產(chǎn)方案的啟動(dòng)可靠性、軟件的兼容性等方面在苛刻的特殊環(huán)境下使用還是會(huì)有一些問題?？刂飘a(chǎn)品的不良率、可靠性等方面，國內(nèi)只能是通過增加它的余量來使用。

臥龍電氣電控產(chǎn)品線所長胡鋒表示：“從性能上來講，我覺得應(yīng)該倒是沒有什么問題，但是響應(yīng)方面可能不是它本身有問題，但是客戶需求在提升，要求反應(yīng)速度很快。MCU的底層算法存在的差距，我覺得可能還是要改?！?/p>

32位MCU在電機(jī)控制中的應(yīng)用與需求

相比于8位MCU和16位MCU，32位MCU的運(yùn)算能力更強(qiáng)，能滿足高速處理的需求，多用于解決復(fù)雜場景的問題，目前已廣泛應(yīng)用于智能家電、智能家居以及智能電機(jī)等領(lǐng)域。

電機(jī)行業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型過程中，對32位MCU的需求也越來越多。據(jù)透露，臥龍電氣目前在電機(jī)上基本都是使用32位MCU，使用量可達(dá)百萬級(jí)。

蘇泊爾廚衛(wèi)工程師張中良就說道：“我進(jìn)入電機(jī)行業(yè)后，在2016年已經(jīng)經(jīng)歷過8位MCU和16位MCU的過程?，F(xiàn)在32位MCU的領(lǐng)域，我認(rèn)為已經(jīng)有非常大的優(yōu)勢。因?yàn)檫@幾年它的成本開始降下來，同時(shí)它的外設(shè)資源和內(nèi)部可控的方法對于工程師來講，已經(jīng)越來越簡單?！?/p>

據(jù)張中良介紹，目前變頻技術(shù)對MCU的計(jì)算軟件外設(shè)要求比較高，8位MCU和16位MCU已無法滿足一些特殊的應(yīng)用場景。MCU控制方面，公司產(chǎn)品使用32位MCU基本上也占據(jù)了百分之六七十。尤其是物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品，8位MCU根本就沒辦法去滿足應(yīng)用需求。他認(rèn)為，未來8位MCU和16位MCU應(yīng)該會(huì)被32位MCU全面取代。

目前電動(dòng)工具對尺寸的要求比較高，功率密度越做越大，因此電動(dòng)工具對于電機(jī)控制主要是集成化的要求，一般32位MCU的ARM M0內(nèi)核性能也基本夠用，但是也不排除今后使用FOC控制方案。

對芯片而言，寶時(shí)得科技湛康認(rèn)為，單片機(jī)集成化程度要高，需要集成運(yùn)放比較器，預(yù)驅(qū)，甚至是IDO，可以大大減少線路板面積。因?yàn)楣ぞ咝⌒突螅惭b空間比較緊湊，需要PCB尺寸盡量小。

江南電機(jī)工程師王金海也表示：“隨著電機(jī)控制發(fā)展越來越成熟化，我們作為電機(jī)的生產(chǎn)廠商，希望32位MCU以后能夠做得更集成化，把更多保護(hù)功能、控制算法更貼合實(shí)際的應(yīng)用場合。這是我們作為電機(jī)生產(chǎn)廠商的一個(gè)需求點(diǎn)?！?/p>

隨著國內(nèi)電機(jī)的市場發(fā)展對32位MCU的需求越來越大，國產(chǎn)芯片也在一步步提高。博世電動(dòng)工具張躍棟認(rèn)為，電動(dòng)工具可能對32位MCU的性能方面要求沒有那么高，但是現(xiàn)在國產(chǎn)化程度越來越高，國產(chǎn)MCU在價(jià)格方面的優(yōu)勢對整個(gè)行業(yè)的影響還是蠻大的。因?yàn)榇蠹叶际强紤]到在穩(wěn)定的情況下，想要價(jià)格相對更劃算一點(diǎn)。

根據(jù)下游客戶的應(yīng)用需求，靈動(dòng)股份電機(jī)事業(yè)部負(fù)責(zé)人胡力興認(rèn)為，其實(shí)電機(jī)對MCU更多的是可靠性，包括在特殊環(huán)境的抗干擾性要求;其次是算力要求，集成要求以及電機(jī)MCU在保證可靠性下的性價(jià)比要求。相對而言，MCU集成度越高，整體系統(tǒng)的可靠性也越高，這是一個(gè)相輔相成的過程。靈動(dòng)股份作為32位MCU產(chǎn)品供應(yīng)商，在以上的應(yīng)用需求都取得了改進(jìn)與突破。

電機(jī)促進(jìn)綠色低碳的措施與辦法

在節(jié)能減排政策下，目前電機(jī)行業(yè)正處于智能化轉(zhuǎn)型，提升電機(jī)效能對實(shí)現(xiàn)綠色低碳的幫助非常大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)商業(yè)用大約電占全國用電80%，電機(jī)用電占整個(gè)商業(yè)用電的70%。到目前為止，BLDC電機(jī)占了很大比例的應(yīng)用市場。

結(jié)合電機(jī)行業(yè)的特點(diǎn)，不論是傳統(tǒng)的異步電機(jī)，還是感應(yīng)電機(jī)，整機(jī)廠對電機(jī)的效率、噪聲等方面都提出了更高的要求，正好契合用芯片控制轉(zhuǎn)為BLDC電機(jī)，或者其他的高效能電機(jī)的大趨勢。傳統(tǒng)的電機(jī)行業(yè)能夠在節(jié)能減排方面做出突出貢獻(xiàn)，對行業(yè)的發(fā)展肯定會(huì)有積極的帶動(dòng)作用。

江南電機(jī)目前將現(xiàn)有工藝優(yōu)化，進(jìn)行小范圍改造。比如通過優(yōu)化設(shè)計(jì)來減少電器的用量，也相當(dāng)于減少材料用量，也減少了銅和鋼鐵的損耗，達(dá)到節(jié)能減排效果。江南電機(jī)王金海表示：“如果后期要更大程度來優(yōu)化，我們肯定還是要朝著高度智能化、集成化方向發(fā)展。”

臥龍電氣每年都會(huì)做商業(yè)計(jì)劃，每三年做中長期的產(chǎn)品規(guī)劃。進(jìn)一步了解，臥龍電氣實(shí)際上非常專注研究對國家政策和客戶需求。例如解讀節(jié)能減排政策下，公司利用永磁電機(jī)、變頻等技術(shù)來進(jìn)行電機(jī)或者系統(tǒng)效率的提升，同時(shí)以客戶為中心，進(jìn)行需求的剖析挖掘，并且控制電機(jī)在生產(chǎn)過程中的排量，以實(shí)現(xiàn)低碳化目標(biāo)。

另外關(guān)于電機(jī)實(shí)現(xiàn)綠色低碳的途徑或措施，博世電動(dòng)工具張躍棟也提出了自己的看法。一方面，降低器件的待機(jī)功耗，當(dāng)設(shè)備待機(jī)不用時(shí)，功耗要做到低，也可以實(shí)現(xiàn)低碳高效。另一方面，雖然電動(dòng)工具功率相對較小，但是也有很多能量不是用在電機(jī)上面。控制方面更加優(yōu)化，能更有效地將能量有效利用在電機(jī)上面，減少更多的損耗。

隨著算力價(jià)格慢慢變便宜，MOS相對于繼電器的成本下降，BLDC電機(jī)開始越來越廣地鋪開。相對于有刷直流電機(jī)，BLDC電機(jī)本身會(huì)有更高的效率。

FOC控制算法相對于純粹的方波控制而言，它會(huì)有更高的效率，因?yàn)殡姍C(jī)自身無功率損耗導(dǎo)致發(fā)熱也會(huì)更低。據(jù)介紹，靈動(dòng)股份現(xiàn)在走的路就是BLDC電機(jī)控制，目的也是為國家的雙碳減排政策做一些貢獻(xiàn)。對于正弦的FOC控制，靈動(dòng)股份也在不停改進(jìn)算法，增加效率，以更好地達(dá)到低碳高效性能。

聽聽行業(yè)人士的參會(huì)體驗(yàn)與建議：

博世電動(dòng)工具張躍棟：感受還是比較好的，見到了很多不一樣的廠家，參觀了他們最新的產(chǎn)品，了解他們現(xiàn)在能夠做到什么程度，還是蠻好的。我覺得大家還是比較專注于介紹推廣自己家的新產(chǎn)品，然后關(guān)于專業(yè)的知識(shí)可能就沒有講得特別多。我是比較想聽到更多的行業(yè)干貨分享。

臥龍電氣胡鋒：我覺得大比特每年都在組織這種研討會(huì)，應(yīng)該對行業(yè)的方案商或者整機(jī)廠是挺好的?？赡墁F(xiàn)在這幾年受疫情的影響，我覺得其實(shí)像供應(yīng)商的范圍還可以再大一些。因?yàn)槲医裉炜吹竭@些供應(yīng)商還是以國產(chǎn)為主，基本上平時(shí)也在打交道，都是老熟人，國外的供應(yīng)商比較少。

實(shí)際上，我們其實(shí)平時(shí)看參加智能展，電機(jī)展比較多，跟格力、美的整機(jī)廠跑得更多一點(diǎn)，因?yàn)槲覀冞€是要了解客戶的需求趨勢。像我們這種規(guī)模的公司，其實(shí)我們哪怕不出去，也會(huì)有方案公司會(huì)來找我們的，我們的信息是不缺的。我們主要考慮產(chǎn)品的品質(zhì)、產(chǎn)品的價(jià)格、產(chǎn)能和市場實(shí)際幾個(gè)維度來選型。有一些國際的大廠，我們之前也接觸比較多了，在這里面也看不到。

說實(shí)話，與一些小廠溝通意義也不是特別大，因?yàn)槲覀儧]那么多的精力，肯定不會(huì)用。實(shí)際上我們是希望成熟的廠家過來，不要讓我們?nèi)退麄內(nèi)プ鰧?shí)驗(yàn)，我們?nèi)藛T也不夠。

寶時(shí)得科技湛康：其實(shí)這是我第二次參加了，就從本身舉辦的形式上來說，我覺得還是可以的。今年跟去年好像基本上是差不多。因?yàn)槲覐奶K州過來，周邊地理位置還是相對比較方便，包括中午吃飯，也有好幾家可以提供餐飲。當(dāng)然了,如果研討會(huì)本身能夠直接提供餐飲的話，這是最好的。

江南電機(jī)王金海：其實(shí)我是參加第二次了，我也參加過去年舉辦的，因?yàn)闀r(shí)間的關(guān)系也沒有整天都聽完。但是給我的感受，首先是展商肯定都是一些行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，包括國內(nèi)頂級(jí)的專家，這方面我們是覺得辦得非常好。然后會(huì)議組織也非常貼心，對參會(huì)工程師和其他嘉賓照顧得比較周到。后續(xù)可以的話，希望能夠把產(chǎn)業(yè)上下游優(yōu)勢資源整合起來，給國內(nèi)傳統(tǒng)企業(yè)更多支持。

蘇泊爾廚衛(wèi)張中良：我感覺來到這里之后，第一個(gè)吸引我的是專業(yè)性品牌非常多，可以幫助我們工程師去做一個(gè)很好的選擇，也為我們打開了進(jìn)行一些技術(shù)交流和選型的途徑。

這次舉辦的規(guī)模比較大，參與人員也是非常多，然后各個(gè)公司的專業(yè)工程師和資深專家講解的水平也都是非常專業(yè)。我還是希望后期針對這種專業(yè)性的研討會(huì)最好一年能夠多舉辦幾次。因?yàn)閷τ诠こ處焷碇v，現(xiàn)在獲取的途徑有限，你們在這個(gè)時(shí)候幫助工程師和芯片方案廠商提供這么一個(gè)平臺(tái)，可以讓他們更好地去對接。

PI吳樹祿：我覺得大比特的號(hào)召力還是比較強(qiáng)的，會(huì)議室里基本上都坐滿了，很多都在后面又搬凳子坐。會(huì)議安排也蠻合理的，包括我們?nèi)雸鲞€有提前的準(zhǔn)備也做得非常好，希望大比特越做越好。

靈動(dòng)股份胡力興：我覺得研討會(huì)有蠻多的客戶，還碰到蠻多熟人，非常好。我們在這里可以和各行各業(yè)的同事進(jìn)行交流，同時(shí)也能夠看到友商在干什么，然后改進(jìn)我們自己的一些策略。大比特是一個(gè)非常好的品牌，我們覺得我們還是要增加這種交流的機(jī)會(huì)，明年我們可能會(huì)參加更多的這種研討會(huì)。

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審核編輯 黃昊宇