电机控制

不正确地驱动电机" title="步进电机" target="_blank">步进电机很容易导致电机发出“嗡嗡”的噪声和很大的振动。

当驱动步进电机时，如果发现步进电机处于静止状态时，其内部都发出很明显的噪音，有点类似线圈快速变化那种，一般是由于线圈电流过大导致的。对于这种情况，最有效的接决方法是降低电机线圈中流过的电流，具体方法包括：设置驱动器在电机停止时自动半流，减小电机的驱动电流。由于步进电机的工作方式，所以步进电机处于何种状态，其内部线圈都一直有电流变换。

当驱动步进电机动作时，如果发现步进电机噪声和振动很明显，应按如下步骤检查:

ADI公司的电流和角度传感器实现电机控制系统中的精确相位电流和角度测量。ADI业界领先的性能使我们的客户有能力为最终应用提供更顺畅、更高效的电机。

本电路提供非接触式AMR(各向异性磁阻)角度测量解决方案，可在180°范围内具有1°角度精度。该电路适合高速、精确、非接触式角度测量应用。电路提供全部必要的信号调理，包括仪表放大器、缓冲器和双通道ADC，可高效处理 AMR传感器的低电平电桥输出。

使用该电路是一种业界领先的角度测量解决方案，适用于机床速度控制、起重机角度控制、电机速度测量和其他工业或汽车应用。

本视频介绍ADI适合电机控制应用的新Circuits from the Lab™参考电路，它是经过测试的参考电路，旨在解决常见的设计挑战，方便设计人员轻松快捷地实现系统集成。

电机和电源控制逆变器设计人员都会遇到相同的问题，即如何将控制和用户接口电路与危险的功率线路电压隔离。隔离最主要的要求是方式功率线路电压损坏控制电路，更重要的是，保护用户受到危险电压伤害。系统必须符合相应国际标准规定的安全要求，例如涵盖电机驱动和太阳能逆变器的IEC 61800和IEC62109。这些标准主要注重符合性测试。

标准的符合性测试会如何赋予工程师自由度？标准会在安全性方面为工程师提供指导，但如何赋予工程师自由度，以便可以选择符合目标系统规格以及标准的相应架构、电路和元件呢？这些是由电路满足在效率、带宽和精度方面提供系统所需性能，同时又满足安全隔离要求来决定的。设计创新系统的难题是，为现有架构、电路和元件制定的设计规则可能不再适用。因此，工程师需要花时间认真评估新电路或元件符合EMC和安全性标准的能力。某些地区工程师的责任更大，一旦所设计系统的安全功能失效并导致伤害，工程师可能需要承担个人责任。本文探讨了系统架构选择对电源和控制电路设计以及系统性能的影响。本文还将说明最新可用隔离元件的性能提升如何帮助替代架构在不影响安全性的前提下提升系统性能。

作者：Bill Schweber, Mouser Electronics

相比如何选择mos管和驱动器，控制器型号的选择也很富有策略性，并且需要在对具体供应商和款式的选择之前作出决定。这是因为在选择是使用一个仅作电机控制的通用可编程处理器，还是使用一个高计算能力的FPGA，抑或是使用一个专用的控制IC电路（后者通常出自特定的电机控制供应商）时有许多需要权衡考虑的地方。设计师需要考虑的一些点包括：

• 你需要何种复杂度的控制算法，有多少I/O口？比如说，FOC控制算法涉及多重并行计算的复杂转换，因而需要高级功能模块（图6）。

更妙的是，高级算法如PID（比例-积分-微分）校正算法或者FOC（磁场定向控制，有时也称之为矢量控制）控制算法能被固化到电机控制器中去。这使得理想的电机操作和负载及负载变化相匹配，从而强化电机性能。这些算法可以考虑到如马达惯性等相关因素，并且使电机驱动器适应由于机械因素如隙或其它来源导致的错误。利用这样的算法使精确控制加速和扭矩曲线以及设置速度成为可能。

与有刷电机相比，无刷电机虽需更复杂的控制电路但却可以表现出更优的性能。通常BLDC电机需要配备一个反馈传感器，比如霍尔效应器件，光学编码器，或者反电动势检测器件。（注意，通过获取传感反馈，传统有刷电机也能达到高级控制的效果，但内部设计和机电问题还是会影响电机性能。）

另外一个无刷选择是步进电机（图4），此时用到开关的电磁铁，电磁铁安置在中间磁芯环旁。通常步进的角度范围为大约1.8°（200步/转）至30°(12步/转)，取决于永磁铁的个数，这个范围之外的值也是可以实现的。