推动电机控制发展的力量与不断进步的单片机技术(04-100)

　　全球温度正呈现上升的趋势，更加有效地利用能源成为当务之急。降低能耗的主要对象之一是电机。据粗略统计，电机消耗了美国一半以上的能量。在家庭中使用的电机数量一般不下50台，一部汽车里通常有70至80台电机，至于在工业领域，工厂自动化中应用的电机更加比比皆是。

　　当前，单片机(MCU)技术取得的进步能够比以往任何时候都更加有效地控制电机，而成本却更低。这种进步对市场的影响一方面加速了从机电控制到电子式控制的转变，另一方面可以实现电机的变速控制，优化电机的运行。而且，对整个市场而言，降低了元器件的整体成本。

　　单片机控制的无刷直流电机

　　与电机控制中经常使用的有刷电机不同，单片机控制的无刷直流(BLDC)电机不存在电刷磨损和电弧，因而电机的使用寿命实质上只受到轴承寿命的影响。此外，单片机控制的无刷直流电机系统的优越性还包括：

　　·更高的效率

　　·转矩-惯性比高

　　·能达到更高的速度

　　·听得见的噪声更低

　　·更高的热效率

　　·更低的电磁干扰

　　大量专门针对电机控制应用而设计的8位单片机在解决数字电机控制问题上是成本效益最高的方法之一。但在过去，集成的程度和可供选择的产品一直有限。而现在，单片机性能高达10MIPS，具备的运动控制专用硬件包括中心对齐的14位脉宽调制器(PWM)、运动反馈模块和高速模数转换器(ADC)，使以往需要较昂贵处理器的应用可以采用成本较低的8位单片机来实现。

　　某些单片机，如PIC18F4431，在进行三相PWM控制时，可用硬件实现对无刷直流电机所有三个相的驱动，从而最大限度地降低了软件的开发和调试工作量。该单片机最多有8个PWM通道，而一般只需6个通道即可驱动三相电机。因此，可以用另外两个通道来实现其它功能，无需再添加其它元器件。带有正交编码器接口的运动反馈模块是单片机的一个组成部分，可减少元器件数目，降低系统成本。