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贝能科技：iMOTION™电机驱动方案

2008-01-15 嵌入式在线收藏 | 打印

一.方案名称：

iMOTION™电机驱动方案

二.方案说明：

运动控制系统是指以电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论指导下所组成的电气传动自动控制系统。

由IR公司推出的全新的电机驱动控制方案，应用先进的专用IC----- IRMCK201。IRMCK201是一款完善的交流伺服电机控制IC。包含正弦交流电的闭环电流控制，和基于位置反馈编码器接口的闭环速度控制。提供RS232C和RS422使用的标准通讯端口，另外有一个高速SPI通讯接口。

与传统的DSP和微控制器不同的是IRMCK201不需要任何编程操作就能完成复杂的控制算法。它允许用户根据特殊的应用需要来配置算法。系统支持永磁电机或交流感应电机。IRMCK201配合电流传感芯片 IR2175和三相高压门驱动芯片 IR213X可以很容易设计出高性能的伺服系统，并且在降低成本的同时使硬件简单化。对于multi-axis应用，IRMCK201可以在SPI协议基础上被用做multi-drop从属驱动器。

特点：

低功耗完善的交流伺服驱动设计平台
IRMCK201芯片实现完善的伺服控制
使用IR2175电流感应HVIC的简单设计
使用600V/20A先进的Plug-N-DriveTM IGBT 模块，最大输出功率230V/ 1.0kW
高带宽的转矩环响应
灵活的驱动设置（永磁交流和感应电机）
求积编码器接口
多路复用的低功耗A/D接口
易于操作的伺服设计工具
RS232/RS422和高速的SPI接口（标准）
并行接口用作单片机扩展或调试端口
过流和接地故障保护
过压/欠压保护
利用制动IGBT/FWD完成动态制动
离散I/O口（START/STOP/FAULT/FLTCLR/SYNC/CALIB/PWMEN）
在上电/掉电时可以保持配置的数据

三.应用的系统框图：

基本的电路连接原理图

四.该系统可以应用在：

包装机
汽车动力传动系统
自动化流水线
数控机床
测试或评估电机的性能
永磁电机驱动控制系统的算法研究

应用该系统进行电机拖动的开发，可以大大提高开发效率，节约人力资本，同时整个系统的成本也很有优势。

与传统的方案设计比较

五.产品相关资料：

1． IR IPM 系列产品资料：

Name	Vces	Io @ 25C	Io @ 100C	Switching Frequency	Circuit
IR3101	500	2	1.3	20	Half-Bridge,FredFET and Gate Driver IC
IRAMS06UP60A	600	6	3	20
IRAMS06UP60B	600	6	3	20
IRAMS10UP60A	600	10	5	20	3-phase,Inverter Module
IRAMS10UP60B	600	10	5	20	3-phase,Inverter Module
IRAMX16UP60A	600	16	8	20	3-phase

2．IR 运动控制IC以及开发平台资料：

Part Number	Description
IRMCK201	Digital Control IC for AC Servo Motor
IRMCS2011	IC-based hardware evaluation platform
IRMCK203	Digital Control IC for sensorless motor drives
IRMCS2031	IC-based hardware evaluation platform for sensorless motor drives

3．IR 电流传感器IC资料：

Part Number	Package	Offset Voltage	Output Sink Current	VCC(on) Range	OutputVoltage Min/Max
IR2175	8-pin DIP	600V	10mA	10-25V with UVLO	-
IR2175S	8-lead SOIC	600V	10mA	10-25V with UVLO	-
IR2170	8-pin DIP	600V	1mA	10-25V with UVLO	9.5A/20A
IR2170S	8-lead SOIC	600V	1mA	10-25V with UVLO	9.5A/20A

4. 相关运动控制参考文档:

AN-1044:	PlugNDrive? Application Overview PDF
AN-1049:	PlugNDrive? Storage and Assembly Overview PDF

      High Performance AC Drive by Single Chip Motion Control Engine IC PDF
- As presented at Powersystems World, 2003
      Application-Specific Current Rating of Advanced Power Modules for Motion Control PDF
      - As presented at Powersystems World, 2003
      A New Fully Integrated Power Module for Three-Phase Servo Motor Drive Applications PDF
      - As presented at Powersystems World, 2001
Eliminate Ripple Current Error from Motor Current Measurement PDF
      - As presented at Power Electronics 2001
IGBT Protection in AC or BLDC Motor Drives PDF
1200-Volt IC Changes the Way 3-Phase Motor Drive Inverters are Designed PDF