适当设计用于发动机的电机控制系统使得可以在设计阶段最大化发动机的效率。了解每种类型的发动机的控制需求，以及给定应用程序的最适合风格，可以帮助在任何上下文中保证更高的效率。
直流电动机属于一类电机，将直流电力转换为机械。最常见的类型基于从磁场导出的经典法律上的功能。几乎所有类型的直流电动机都有一些内部机构，机电或电子，其允许定期改变电动机电流的方向（图1）。
图1：直流电机的框图。
恒定电流刷中的发动机最常使用，甚至考虑到新兴应用的类型，但恒定电流无刷直流电动机中无刷电机的数量不断增长。第三种引擎是严格连接到BLDC的逐步，但其用途仅限于具有特定需求的应用程序（例如伺服系统）。可能是最广泛类型的电机是C.A中的感应交流电动机，而带有永磁体或永磁同步电动机（PMSM）的同步电动机可能是其可能的替代品。C.A中交流感应电动机的效率。与功率因数校正密切相关，可以显着提高典型的应用性能，包括HVAC系统，家电和工业应用。
在固定速度应用中，控制交流感应电机相对简单;速度直接连接到控制电压的频率。另一方面，PMSM更适合于可变速度或扭矩应用，但是控制更复杂，尽管它比AC感应电动机更有效。
电机司机
向工业4.0的过渡加速了工厂采用机器人、cobot和其他先进机器，以产生更高水平的生产力。然而，随着这一点，在精确运动控制、通信互操作性和确定性以及增加传感器用于位置检测和安全性方面出现了新的设计挑战。
在无刷直流电机发动机的情况下，驱动是非常复杂的。使用瞬变代替电刷，而速度和扭矩由瞬变的开/关/持续时间比控制。通常，整个系统采用信号脉冲宽度调制（PWM）的形式，用于操作绕组。由于使用单相、两相和三相电机，这种情况更加复杂，在每种情况下，这些电机通过增加相数（从而增加PWM信号）来传输越来越规则的旋转运动。
如今，许多集成设备为多个引擎提供了驱动级，包括BLDC，PMSM和逐步。它们通常包括驱动外部功率MOSFET所需的栅极驱动器，用于激发三个发动机阶段。一个示例是STK5C4U332J-E器件来自半导体，智能电源模块，用于驱动三相电动机，适用于PMSM，BLDC和AC同步电机（图2）。
图2：半导体STK5C4U332J-E的框图。
Microchip为无刷电机提供完整的三相，单芯片，无刷驱动器和三相MOSFET栅极驱动器，适用于各种电机应用。这些产品旨在与任何微控制器接口或以自主配置使用。
对于用于BLDC电机控制的单芯片驱动器，MTD6501适用于许多解决方案。对于BLDC电机控制的MOSFET栅极驱动器，其他解决方案是MCP8024。Microchip的8位PIC MCU是简单的无传感器或无传感器梯形控制的优异解决方案（图3）。
图3：Microchip的MTD6501框图。
光耦合器
电动机控制系统中最昂贵的设备之一是功率半导体开关装置，例如IGBT或功率MOSFET。通过在高频切换，这些功率器件通过控制系统引入意外的噪声和高压瞬变。高频瞬态会影响敏感和昂贵的微控制器的正常操作。Sigma-Delta调制器与上光接头隔离技术相结合，提供高噪声边距和抵抗隔离模式瞬变的高免疫力。这些Sigma-Delta调制器的绝缘（DTI）具有0.5mm的绝缘（DTI），可提供可靠的双重保护和适用于安全项目的高工作电压。这种经过验证的绝缘性能优于磁性或电容式绝缘体，其中DTI仅为0.1毫米的三分之一。
Broadcom（图4）提供的隔离的∑Δ调制器ACPL-796J和ACLP-C799是两种∑Δ调制器，基于这样一个事实，即时钟源在内部合并或在外部提供给调制器。对于内部时钟型，一个10兆赫的时钟被集成到sigma-delta编码器所在的隔离栅的一次侧。时钟信号与数据一起编码，并通过隔离栅耦合到隔离栅的次级侧，在该次级侧对时钟和数据信号进行解码。
图4:Broadcom的ACPL-796J的框图。
步进电机
降低能源消耗是必不可少的，也是生产各方面工作所追求的目标。在这方面，自动化有助于提高效率的设备、制动能量回收模块、流程优化智能软件等。
每个设备，即使是最小的设备也有助于效率。例如，B＆R X20系列的步进电机控制模块，具有集成的电流减小功能，不仅可以保证更好的控制性能，还可以节省重要的节能。
B&R的X20 SM1436-1模块可用于电压为18至60 VDC、电流高达2.5 a的步进电机。集成的电流降低功能提高了性能并降低了能耗。有了这个功能，事实上，B&R集成了一个电流控制无提示，这取决于负载，这大大提高了模块的性能。通过根据工作条件和负载调整电流，该模块可节省高达75%的成本。
电流降低功能显著降低了模块中的功耗和热量积聚。同时，电流控制也对步进电机产生影响，使其工作更加平稳。对于自我保护，该模块有一个输入电流限制器和一个输出短路和过载保护。
提交：家电工程+家庭自动化那电机•步进那产品设计
