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电机控制:步进电机、直流无刷电机和永磁直流电机

通过世界编辑器设计|2015年10月21日

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由克里斯·弗朗西斯

到处都有电动机。例如,在过去,一辆汽车只有一个电机——用于启动——(如果你回溯到足够远的时候,甚至连这个都没有),现在他们有几十个。它们控制窗户、镜子、通风襟翼和引擎功能。现在甚至动力转向也经常是电动的。在照相机,打印机,家用电器中都有马达,在你可能认为没有马达的设备中也有风扇。选择电机驱动器首先要决定电机的类型。这将取决于电机需要做什么:控制位置或速度,小或大。功率、扭矩和速度将用于缩小选择范围。可用的电源也很重要——例如,市电或电池电源。在选择时,了解一些主要的电机类型是有帮助的。 Here are the most common DC motors:

步进电机
通过依次激发一个或多个绕组,这些绕组以一系列不同的步骤移动。典型的应用程序可能是在打印机或光学扫描仪中。它们可以发出一种特有的呼呼声,尤其是在扫描仪中。它们通常每转20到200步。它们的主要用途是定位而不是速度控制,尽管你也可以精确地控制速度。您可以全步或半步电机取决于绕组的数量。它们也可以通过通过绕组改变电流来实现“微步”,这样它们的电机就会在通常的两步之间休息。电流通常由绕组的驱动电压的脉宽调制(PWM)改变。一些驱动器有可变的微步大小,每步最多256微步,而其他驱动器可能是固定的16微步每步。例如,On Semiconductor的LV8713T可以控制多达32个微步。 The mode is set by the MD1 and MD2 pins.

LV8713T

更复杂的设备是On Semiconductor的AMIS-30621。这不仅是一个微步驱动器,而且是一个位置控制器。你可以编程,加速,减速和速度,也可以编程位置限制。这从控制微处理器中删除了相当多的功能,这些功能只需要向AMIS-30621发出命令,大大简化了软件。

永磁直流电动机
一种常见的,基本类型的直流电动机,现在正在取代无刷电机在许多应用。它们可以用于简单的运动或精确的速度和位置控制,其中有一些反馈机制。他们的刷子会磨损,在使用中会造成污染。火花和干扰在某些应用中也是一个问题。但它们操作简单,成本低廉,所以在某些应用中仍然很常见。改变电压或电流将改变负载下的速度和扭矩。PWM可以用来控制它们,比电压或电流的线性控制更高的功率效率。
拉丝电机不需要非常复杂的驱动程序。一个简单的开关或一个或多个mosfet连接到单片机可能是所有你需要的,但如果你使用某种类型的集成电路,你通常还会有一些额外的功能,如电流限制和过温保护。

无刷直流电机
通过去除电刷和分裂换向器,无刷电机需要一个驱动器,该驱动器将创建移动磁场,需要使电机旋转。同步驱动器与电机位置可以通过在电机上的霍尔传感器或通过从电机绕组感应反电动势来实现。与永磁直流电动机相比,其优点是没有电刷磨损,没有火花,潜在的干扰更少。霍尔效应位置传感器增加了电机的成本,因此无传感器驱动器在低成本应用中相当普遍。一个更平稳,更安静的驱动将使用正弦驱动线圈,而不是简单的开关控制。功率驱动可以内置到电机控制IC或它可以使用外部mosfet更高的驱动电流。一些新的驱动芯片看起来很有趣,比如LV8907UW从半导体。

LV8907UW

这些信息只是初步的,但它针对的是汽车应用,并有一个LIN(本地互连网络)接口。它驱动无传感器无刷电机,可以在独立模式下运行(不使用LIN接口),并具有PI(比例/积分)速度控制。


了下:汽车,电子•电,微处理器,运动控制•电机控制,汽车•直流,汽车•步进


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