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步進電機驅動器應用的常見挑戰
發布時間:2019-06-19    點擊次數:次   
步進馬達驅動器能用于多種不同的應用。設計工程師在設計中使用(use)電機驅動器時面對一些共通的挑戰。首先,當今的大多數設計都要求電機驅動應用及相關電機驅動IC和元件提供低能源(解釋:向自然界提供能量轉化的物質)消耗和高能效。例如,在如果風扇驅動器電路板(Printed Circuit Board)位于密封(seal)殼體內部,就會產生熱量(Heat),要求額外(extra)的能源消耗來將它冷卻。因此,就需要使用內置風扇在內部環流冷風,以減少熱量并管理散熱(radiating)。故工程師可能會要求低功率損耗,同時還要求強大、具備高能效冷卻功能的電機。

從終端用戶角度(angle)來講,極需要降低(reduce)電機產生的噪聲,以避免造成不適的感覺。步進電機驅動為了進一步提高驅動系統的高頻響應,可采用升頻升壓功率驅動接口。這種接口對繞組提供的電壓與電機的運行頻率成線性關系。它的主回路實際上是一個開關穩壓電源,利用頻率-電壓變換器,將驅動脈沖的頻率轉換成直流電平,并用此電平去控制開關穩壓電源的輸入,這就構成了具有頻率反饋的功率驅動接口。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制電機,是現代數字程序控制系統中的主要執行元件,應用極為廣泛。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。設計(Design)人員還必須能夠補償系統中的任何外部噪聲或振動(vibration)。再次,無論是因為居住空間有限或是用戶偏好,消費者(Consumer)對緊湊型方案(plan)的需求高是一項普通的消費趨勢。這趨勢導致更小尺寸及低噪聲的電機更受偏好,但這在嘗試補償其它設計要求時并不總是具有可能性。
值得注意(attention)的是,由于要求高壓電源來驅動白家電及工業等應用(application),步進電機及步進電機驅動器的耐用性及安全性(security)至關重要。步進電機驅動步進電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作,而必須使用專用的驅動器,如圖所示,它由脈沖發生控制單元、功率驅動單元、保護單元等組成。圖中點劃線所包圍的二個單元可以用微機控制來實現。更不用說工程(Engineering)師需要選擇(Select)能夠控制(control)速度的可靠電機。


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