QPT 推出了 MicroDyno,这是一个低压电机驱动测试平台,展示了超高频 GaN 电机驱动器的性能。该平台旨在提供改进的控制和效率,同时降低系统复杂性和成本,并在不断增长的协作机器人 (cobot) 市场中得到应用。
MicroDyno 以 1 MHz 开关速度运行,集成了一个紧凑的滤波器,可向电机提供真正的正弦波电压。虽然 QPT 的 IP 可扩展到高功率,但该低压平台将用于展示它如何通过扭矩齿槽和扭矩纹波的动态校正以及驱动器内的高保真传感来改变协作机器人和通用机器人的性能。所有这些都是在没有昂贵的外部传感器或编码器的情况下实现的,既显着降低了这些系统的成本,又大大提高了基于标准 PWM 的性能。
目前大多数机器人驱动器在 4–16 kHz PWM 频率下运行,将电流塑造成正弦波,但将电机的电压保留为高 dv/dt PWM。一些专业系统达到 100 kHz,但这些系统面临电磁挑战,并且频率仍然太低,无法实现真正的正弦电压输出和 EMI 滤波所需的小型、经济高效的滤波。
通过从氮化镓晶体管中提取最大性能,它能够以大约标准频率的 100 倍运行,从而实现非常小、廉价的输出滤波器,直接在电机端子上产生干净的正弦电压,具有极高的信噪比。这也消除了 EMI,降低了轴承电流,实现了“无需传感器的传感”,并允许使用非屏蔽电缆或完全集成的电机驱动器——这是机器人集成的变革。
动态扭矩脉动和齿槽校正:使用 QPT 的集成 qSense 技术进行实时补偿,由于正弦波驱动器的高信噪比,可以检测时域和频域中的电压和电流干扰。
精度和平滑度:QPT 的 qControl 技术能够以皮秒精度生成 1MHz 信号。微型滤波器提供真正的正弦电压,实现更清晰的控制信号,提供更平稳的运动,这对于精密装配和医疗机器人至关重要。
高保真无传感器诊断:干净的正弦波输出支持先进的扭矩和振动监测,以实现先进的传感和预测性维护。电机驱动器可以检测并报告系统中任何振动的原因,而无需昂贵的外部传感器。
紧凑、轻巧的集成:1 MHz 开关减小了滤波器和驱动器的尺寸,使电机驱动器能够与机器人关节中的电机完全集成。
降低系统和开发成本:使用集成滤波器,不需要昂贵的屏蔽电缆。EMC 也简单得多,电机寿命更长,可以移除昂贵的编码器和传感器,并且可以通过更便宜的电机实现更高的性能。
为下一代设计提供人工智能:MicroDyno 为本地 AI 处理奠定了基础,以提高每个电机的性能,以及基于云的解决方案,用于监控和优化电机系统群,例如整条机床或机器人生产线。
MicroDyno 展示了 QPT 在 48V 电压下用于机器人和协作机器人的架构,但底层技术是完全可扩展的。使用 QPT 专有的 qAttach 封装,相同的高频正弦波优势扩展到 400V 和 800V 系统。正弦波输出还解锁了多相模块的设计能力,这些模块可以并联使用,以达到兆瓦级功率,而电机驱动 OEM 需要应对的模块范围要小得多。