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不懂形势的工程师搞不好电机驱动

2019-08-12
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大家好,

我是富昌电子电机驱动的BDM 马丁鱼,一条混迹在电机行业超过10年、饱经风浪却仍无悔初心的工程鱼。


10年前,我们也谈设计挑战,也讲方案应对,但这十年间形势变化太快了。

 

8月1日那天,我在苏州参加ASPENCORE主办的《“智”动化与工业4.0论坛》,在演讲中,我提到了贸易战对电机驱动行业的影响。


没曾想,第二天一起床就看到了来自大洋彼岸的“3000亿美元10%关税”的威胁。


形势风云变幻,我们或许不能预判未来会怎样,但我们可以提前做好准备,以不变应万变。


无时无刻,我们身处新形势下。


作为一名工程师,早些年你可以不懂时政、不管市场,一头扎身技术,依然设计出好的产品。


但现在,新形势下带来了更迫切的新挑战。


当然,对电机驱动行业来说,新的挑战绝不只是贸易战,还有价格战、技术战、市场战,以及工业4.0等新应用带来的产品升级的挑战等等。

 


一个优秀的工程师需要应对来自方方面面的挑战。今天想简单挑几项,与大家交流下我个人的看法。


先从大家都认可的机遇说起吧。



工业4.0很大,电机驱动很小?

——工业4.0带来的挑战


工业4.0很大,不止是数据采集、大数据分析、企业上云,还需要将分析处理完的数据返回到现场,参与到具体的控制里面,形成真正的闭环。


而电机驱动作为整个闭环里面的执行器环节,其性能好坏直接影响到整个闭环的性能。


因此工业4.0对电机驱动提出了 更高的性能和功能要求,如响应速度更快、带宽更高、位置和速度控制精度更高、更丰富的网络互联功能等。


同时还迫切要求尺寸越来越小、功率密度越大越好。


补充一句,现在用于工业机器人的书本型伺服驱动器,通常还没有一本新华字典大。

 

   

新挑战都杵在那里,你会怎么做?


我想一个合适的MCU平台会是大家通常会先做的选择,这也是整个产品最核心的部分。


MCU的CPU频率、ADC采样速度、PWM性能从硬件上决定电机控制环路里面的电流环、速度环和位置环的响应速度。


还有MCU 的集成度也决定了整个系统的复杂程度和成本控制。


因此,第一步是根据设计要求选择一颗合适的MCU。


好的产品很多,拿几颗各有特点、又适合不同应用场合的MCU为例,它们分别是:适合中端市场的STM新贵 - STM32G4系列、适合双轴伺服的NXP 的“跨界之王”- RT1020系列、适合高端伺服的Renesas - RT/T1系列和电驱老牌玩家Microchip的dsPIC33系列。



MCU是核心,是大脑,而模拟和功率器件是躯干,是手脚。头脑聪明,手脚灵敏才能满足工业4.0的要求。ON的IPM、美信的隔离器件、LittelFuse的保护器件、英飞凌的驱动何MOSFET等都是非常不错的选择。


但,好的东西总有“隔壁老王”惦记,怎么办?


也别怕, 不论是Microchip、STM,还是NXP,都有能保护您的护盾 – 加密芯片!


如果说,来自工业4.0的挑战还只是从电机驱动性能本身提出更高的要求,是在本质上促进电机驱动行业的发展,那么贸易战则似乎是一个外来的、并且不是很有益的考验。



备胎与可替代

——贸易战带来的挑战


华为火了备胎,也让可替代成为许多工程师们头痛的需求。


众所周知,在传统的电机驱动中,使用了大量来自美国供应商的芯片和产品,如TI 的C2000 DSP是国内变频器和伺服驱动器流行的MCU,TMS320F28335则堪称伺服驱动器的标配,现在依然有很多厂商在使用(内心在滴血)。


贸易战的一再升级,同样也让电机驱动行业有先觉意识的厂商开始寻找更为丰富的解决方案。

  


当然,不论是国产器件、欧洲器件还是日本的器件,各家产品有各自的特点,适应不同的应用场景,还需根据各自的使用场景和技术要求选择合适的产品,才是更为重要的。


这里简单举个栗子,如果在电流采样部分采用的隔离运放加采样电阻的方案,则可以尝试用Renesas的PS8352替换Boardcom的HCPL-78xx。


 

当然,平台的移植和关键器件的替换并非简单的工作,需要很多专业的测试才能确定。这里不过多展开,如果您有具体的需求,可以找我们细聊。


其实,贸易战固然来得突然,使人发懵,还有一项挑战确也是由来已久,并且有愈演愈烈的势头。


这项挑战就是——行业竞争。


你肯定会觉得,竞争很正常啊,这也算挑战?


诚然,良性的竞争能促进行业发展,但恶性的竞争会让整个行业停滞不前。


可惜的是,我们似乎更接近于后者。正如前几年工缝伺服的竞争,就是一场杀敌一千,自损八百的价格战,最后带来的影响非常之大。



Cost  降! 降!降! 

——竞争加剧带来的挑战


那如何在这么严酷的市场竞争中赢得先机呢?


答案还是在于技术创新!


用新的技术和产品带来新的价格和性能优势。



选择最新的、高性价比的器件,往往能有效地降低BOM成本。


例如对于MCU的选择,如果选用RT1020替代TMS320F2833X,不但单颗成本降低10美金,主频更是从150MHz提高到400MHz!


当然,降低元器件的成本固然是降本的关键,降低系统的成本和降低研发成本也是企业经营者需要考虑的。


选对方案,选对合作伙伴更能从整体上降低成本,缩短产品上市时间,提高竞争力。



从这一角度,富昌电子似乎更能担起一个好合作伙伴的角色。


众所周知,富昌电子除了是国际一线的元器件分销商之外,更是一个“系统集成商”。


往往可以根据各个客户不同的需求,来挑选合适的元器件产品,同时,再结合我们的系统knowhow和软硬件开发经验,为客户订制出各种方案。

 


如电动车驱动方案,空调压缩机的变频驱动方案、油泵、风机驱动方案都可供大家定制。也不一一列举了,如您感兴趣,可以随时联系我们。

       


“选择有时比努力更重要。


我想这句话也同样适用于电机驱动行业,选择合适的器件、合适的方案、合适的合作伙伴,再加上专业的努力。


毕竟我们不但要应对技术与需求的难题,还要从容面对错综复杂的新形势,这里仅列举一小部分,分享出来,与所有新形势下的电机驱动工程师们共勉,欢迎大家有机会与我们互动,交流。




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