L’evoluzione di Fairchild per i controller per i motori elettrici
I motori di tipo PMSM e BLDC sono sempre più utilizzati per numerose applicazioni e Fairchild ha ampliato la sua gamma di controller per questo tipo di dispositivi, semplificando soprattutto la fase di progettazione
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Per semplificare la progettazione di device basati sui motori di tipo PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) e BLDC (Brushless DC), e quindi ridurre i costi, Fairchild Semiconductor ha recentemente realizzato un nuovo controller ibrido siglato FCM8531 con il relativo sistema di sviluppo che permette di ridurre sensibilmente il time to market grazie alla contrazione dei tempi legati alla progettazione del software. In pratica si tratta di una soluzione configurabile su misura completa di guide utente, reference design e schede di valutazione.
Dal punto di vista architetturale, questo controller ibrido utilizza due processori paralleli: un controller avanzato (AMC) e un microcontroller embedded (MCU). I due processori funzionano indipendentemente, si possono scambiare i dati tramite un’interfaccia di comunicazione interna.
Dal punto di vista funzionale, l’AMC implementa gli algoritmi attraverso le specifiche librerie di Fairchild che possono essere configurate e memorizzate. In questo modo si può facilmente realizzare il controllo di onde sinusoidali, controllo field oriented (FOC) e il controllo diretto e in quadratura (DQ).
Jonathan Harper, regional marketing manager Europe di Fairchild, ha spiegato i motivi alla base dell’introduzione di questo nuovo componente.
Per quanto riguarda il mercato, occorre considerare, per esempio, aspetti come il risparmio energetico, un aspetto di importanza fondamentale anche perché gli analisti indicano che i motori elettrici consumano circa il 60-70% dell’energia utilizzata nell’industria nei Paesi in via di sviluppo.
Analogamente gli elettrodomestici dotati di motori elettrici, come lavatrici, condizionatori eccetera, costituirono circa il 70% dei consumi di energia in ambito domestico e le stime indicano, inoltre, che la quantità di motori BLDC/PMSM utilizzati nel periodo compreso tra il 2010 e il 2015 potrebbe raddoppiare grazie anche all’incremento del 32% del numero di home appliance.
“L’energy saving è molto importante” ha sottolineato Jonathan Harper, evidenziando che “i motori PMSM sono più efficienti, più silenziosi, ma la differenza più importante è nei costi per le applicazioni”.
Le ragioni principali per usare i motori BLDC in Europa infatti risiedono essenzialmente nei bassi costi, ma “sono anche più difficili da utilizzare” ha proseguito il manager di Fairchild.
“Le nuove tipologie di motori elettrici, come quelli sincroni a magneti permanenti (PMSM) e DC brushless (BLDC), rispetto a quelli AC tradizionali pongono una serie di sfide ai progettisti” ha infatti precisato Harper.
“Per i progettisti spesso ci sono dettagli complessi da capire” ha proseguito il manager, evidenziando che i progettisti di motori conoscono ovviamente molto bene l’hardware del motore, ma spesso non altrettanto bene gli algoritmi per l’elettronica di controllo e la loro codifica nel software necessario al funzionamento. “Molte aziende europee vogliono scrivere il loro codice con algoritmi sofisticati” ha proseguito Harper, e quindi occorrono soluzioni semplici da punto di vista della configurazione.
In quest’ottica si inserisce l’offerta di Fairchild che prevede la disponibilità di librerie modulari per il controllo dei motori che sono in grado di ridurre la complessità del design del software di controllo necessario.
L’AMC, per esempio, può essere configurato con differenti librerie come quella Speed Integral, per applicazioni con carichi statici, oppure quella Sliding Mode per i carichi dinamici come pompe per l’acqua e compressori, o anche quella Hall Interface per i motori dotati di sensori Hall.
La semplificazione dello sviluppo passa anche dal Motor Control Development System (MCDS) IDE e il Programming Kit forniti da Faichild per questi nuovi componenti.
Un altro punto evidenziato da Johnatan Harper è relativo alle certificazioni dei prodotti: “Quando per esempio si scrive del codice che deve rispondere a specifiche normative per la sicurezza, con le modifiche occorre riqualificare anche il codice” ha infatti precisato Harper. La soluzione di Fairchild, invece, permette il riutilizzo del codice e quindi permette di abbreviare i tempi per il design di nuovi prodotti.
Francesco Ferrari
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