在越來越低的生產(chǎn)成本的推動下,BLDC電機在各個領域都越來越受歡迎。尤其是引入了無人駕駛飛機和電動自行車之后,BLDC電機就開始量產(chǎn),而BLDC電機曾經(jīng)是高端工業(yè)應用的專用設備。同時,通過即插即用構(gòu)建模塊提供硬件中的磁場定向控制或矢量控制,曾經(jīng)復雜的伺服驅(qū)動器的開發(fā)變得更加容易。雖然這種結(jié)合可以實現(xiàn)包括醫(yī)療和保健設備在內(nèi)的一系列新應用,但我們不要忘記步進電機。
與伺服驅(qū)動器相比,步進電機對許多工程師而言似乎不如前者。但是,步進電機控制已經(jīng)從簡單的“無需調(diào)整”控制方案走了很長一段路。當然,對于某些應用程序,您仍然可以輕松地驅(qū)動步進電機而不會出現(xiàn)問題,但是越來越多的高端應用程序取決于步進電機提供的低速高扭矩。從實驗室自動化到半導體處理,從3D打印到4K監(jiān)控攝像機,這些電機的機械特性使工程師無需額外的變速箱即可實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)。沒有變速箱意味著更少的磨損,更少的噪音和更低的制造成本。
盡管以低成本提供了魯棒性和精度,但步進電機仍然享有嘈雜,引入振動且效率不高的美譽。過去使用的驅(qū)動程序解決方案的傳承一點都不復雜。然而,與此同時,微步操作與復雜的電流斬波器甚至電壓斬波器相結(jié)合,可以在自適應電流的情況下實現(xiàn)平穩(wěn),無噪聲的操作。加上診斷功能和無跳動的優(yōu)點-意味著在靜止狀態(tài)下完全沒有運動-突然之間,對于要求完美運動控制的應用,您有了行業(yè)領先的解決方案。對于那些需要閉環(huán)操作的應用,可以添加編碼器,該編碼器可以是單個基于霍爾的組件,
就像過去二十年來電機控制發(fā)生了變化一樣,開發(fā)該應用程序的普通工程師也是如此。如今,普通工程師希望專注于使他們的設備獨樹一幟,而不是開發(fā)看似復雜的驅(qū)動系統(tǒng)。最小的外形尺寸,直觀的用戶界面,實時功能,功能安全以及與云收集和共享數(shù)據(jù)的時尚設計是工程師的新重點。坦率地說,普通工程師甚至可能將電動機和運動控制視為必不可少的弊端,阻礙了他的思想及其構(gòu)想。這就是為什么直觀的開發(fā)工具包是關鍵的原因。
不幸的是,用開發(fā)套件支持電機并不是那么容易。原因很簡單:每個電動機都不相同。電機參數(shù)不同,極數(shù)不同,反饋系統(tǒng)(如果有)不同,并且可能需要針對特定??用例對電機進行優(yōu)化和微調(diào)。而且,這甚至都沒有考慮到各種外部接口,也需要考慮這些接口。因此,“一刀切”的解決方案通常無法正常工作,該解決方案通常由具有特殊電機控制庫的微控制器與通用驅(qū)動器板組成。變量太多了。
這就是為什么現(xiàn)已成為Maxim Integrated一部分的TRINAMIC Motion Control提供了廣泛的開發(fā)板作為其模塊化評估系統(tǒng)的一部分的原因,并且該公司在支持該系統(tǒng)的軟件,工具和向?qū)线M行了大量投資的原因。這些板允許快速設置原型應用程序,因此普通工程師可以嘗試不同的設置并微調(diào)實現(xiàn)他們的想法所需的驅(qū)動系統(tǒng)。一旦設置適合其獨特的用例,就可以輕松地用C語言編譯和導出代碼,以直接在其自己的固件中使用。至于硬件,開發(fā)板經(jīng)過MIT許可,是經(jīng)過驗證的開源設計,這意味著它們可以免費使用而不必共享結(jié)果。
因此,無論是直接復制還是(部分)用于新設計,模塊化評估套件均經(jīng)過優(yōu)化,可縮短設計周期,并使電機和運動控制輕松達到1-2-3的要求,符合Trinamic的愿景。他們的基準不是其他半導體公司提供的解決方案。相反,他們的基準測試為公司提供了復雜而直觀且易于使用的解決方案,可將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為完美的物理運動,因為工程師今天希望如此,因此他們可以專注于他們的核心專業(yè)知識。

圖1:管理層
對于未來的電機和運動控制,與最終可靠性的需求相關的日益復雜性將導致系統(tǒng)更加智能-這需要處于分散的邊緣。需要實時做出決策,需要在源頭收集數(shù)據(jù)并在云中共享數(shù)據(jù)。第二個大趨勢是功能安全,這是機器人從其籠子中釋放出來并與人類并排操作的邏輯結(jié)果,這些機器人既可以作為協(xié)同機器人,也可以作為獨立的機器人使用,從取放設備到吸塵器不等。為了實現(xiàn)這些趨勢,需要開發(fā)新的硬件,以減輕處理器的實時關鍵任務負擔,同時實現(xiàn)更多的診斷,預測性維護和AI并啟用功能安全的系統(tǒng)。
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步進電機與伺服驅(qū)動器促進工業(yè)應用系統(tǒng)更加智能化
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