电机控制

作者： Paul Golata

在上一篇文章<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100044226.html">“先进电机驱动技术让更多人爱上摩天轮（一）”</a>中，我们介绍了STSPIN电机驱动器 三种常见的类别。本文中，我们将对STSPIN电机驱动器 解。

作者： Paul Golata

我喜欢摩天轮。对我来说，摩天轮越大、越高，我就越喜欢。它们能够以设定的速度缓慢、优雅地旋转，这让我很着迷。摩天轮就是靠一个大马达驱动旋转的巨大轮子，它的英文名称“Ferris wheel”来源于土木工程发明家George Washington Gale Ferris Junior，摩天轮就是他为1893年的芝加哥哥伦布纪念博览会所创造的。

在上一篇文章<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100043658.html">“如何实现电机驱动中Σ-Δ ADC的最佳性能？（一）”</a>中，我们介绍了如何利用Σ-Δ ADC测量相电流，了解了Σ-Δ ADC对控制性能的影响。本文，我们将对如何实现电机驱动中Σ-Δ ADC的最佳性能进行详细讲解。

滤波技术

Ʃ-Δ 型模数转换器广泛用于需要高信号完整度和电气隔离的电机驱动应用。虽然Σ-Δ技术本身已广为人知，但转换器使用常常存在不足，无法释放这种技术的全部潜力。本文从应用角度考察Σ-Δ ADC，并讨论如何在电机驱动中实现最佳性能。

在三相电机驱动中测量隔离相电流时，有多种技术可供选择。图1显示了三种常用方法：一是隔离传感器（如霍尔效应或电流互感器）结合一个放大器；二是电阻分流器结合一个隔离放大器；三是电阻分流器结合一个隔离Σ-Δ ADC。

汽车上所用的发电机大多为三相交流发电机。交流发电机由转子、定子、电刷与滑环机构、三相桥式整流器、轴承、风扇和前后端盖等组成。

一般正反转需要用到两个接触器的是三相交流异步电机，因为三相交流异步电机，在电源相序掉转的时候，就会反转。电源相序掉转，就是让其中任意两条相线位置颠倒一下就好，比如AB相之间的位置颠倒就能反转，实现这个任意两相颠倒，就需要用到两个接触器。

这个是三相异步电机，左边是主回路，通过两个接触器调相实现正反转的原理图，比如KM1吸合的时候，电源ABC三相是按顺序接到电机三个接线柱上的，这时候电机是正传的。

当KM2吸合的时候，电源三相是按照BAC这个顺序接到电机三个接线柱上，这时候电机实现了反转功能。

本文主要讨论特定终端应用需要考虑的具体注意事项，我们将从终端应用中用于电机驱动的FET着手展开讨论。电机控制是30V-100V分立式MOSFET的一个庞大且快速增长的市场，特别是对于许多驱动直流电机的拓扑结构来说。在此，我们将专注于讨论如何选择正确的FET来驱动有刷、无刷和步进电机。尽管很少有硬性规定，且可能有无数种方法，但希望本文能让您基于终端应用了解从何处着手。

首先要做的也许是最简单的是你确定是何种类型的击穿电压？由于电机控制往往频率较低，因此与电源应用相比会产生较低的振铃，输入电源轨与FET击穿之间的裕度会更多（通常以牺牲使用缓冲器为代价），以获得电阻更低的FET。但一般来讲，BVDSS与最大输入电压VIN之间保留40%的缓冲并非一个糟糕的规则——具体视你预期的振铃次数以及你愿意用外部无源元件抑制所述振铃的数量而定，一般会多10%或少10%。

现代电机的六大发展方向

1、从有刷到无刷的转变

在过去，传统的直流电机的使用覆盖率非常高，主要是因为绝大多数的电力供给都是直流电。而传统的直流电机都是有刷的。有刷电机指的是靠换向器和电刷的配合来自动完成的电机，换向器和电刷装在电机内部。虽然有刷电机在制作方面技术纯熟，相应的配件也比较便宜，但是有刷电机存在着很多缺点。

比如，更换配件程序麻烦、配件使用寿命短、发热率高、换向火花大、损耗严重和电磁干扰严重等。所以，尽管有刷电机存在很多优点，但是它还是随着时代的变化逐渐被无刷电机所取代。无刷直流电机由电机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。无刷电机的种类很广泛，并且几乎不存在有刷电机的所有缺点，无刷电机磨损小、噪音低、干扰低，可以说无刷电机相对于有刷电机具有很大的优势。