A szervo meghajtók, motorok és az őket ellenőrző eszközök fenntartható növekedési lehetőséget jelentenek, amelyet az autóipari és ipari rendszerek innovációi, valamint a termelési technológia fejlődése vezet. Az autó- és szállítási iparágaktól várhatóan a szervermotorok legnagyobb részesedése, és 2022 és 2022 között növeli az értékesítést. A meghajtók, a vezérlők és a szervomotorok iránti kereslet továbbra is erős, hogy segítse a vállalatokat az ipari környezet hatékonyságának javításában.
Vezető és sebesség-/nyomaték-vezérlési követelmények és technológiák motoros típusonként változnak, kezdve a feszültség és az áram egyszerű vezérlésétől az egyenáramú motorok és az általános célú motorok számára az inverterek AC motorokhoz történő felhasználásáig, a kefe nélküli motorokban a különböző fázisok visszajelzése és az összetett Digitális áramköri léptetőmotor meghajtók. Még a hagyományos analóg motorok, például az indukciós motorok és a váltott vonakodási típusok esetében is, a mai hagyományos analóg technológiát egyre kifinomultabb digitális vezérlési módszerek kísérik, amelyek lehetővé teszik a megoldások olcsó végrehajtását. A mikroelektronikus eszközök használata lehetővé teszi a jobb sebességet, a helyzet és a nyomatékvezérlést, valamint a nagyobb hatékonyságot.
1. ábra: Motorvezérlő IC blokkdiagram (kép: Maxim Integration)
A motorvezérlő áramköröknek gyorsan be- és kikapcsolniuk kell a motoros tekercsekben, miközben minimalizálják a kapcsolási vagy vezetési veszteségeket. Mind a MOSFET -ek, mind a szigetelt kapu bipoláris tranzisztorok (IGBT) megfelelnek a motorvezérlés igényeinek, különféle alkalmazásokban. Ezeknek az elektromos vezérlő eszközöknek hasonló funkciói és attribútumai vannak, és a belső kialakításukban átfedések vannak. A legtöbb alkalmazásban H-hídonkonfigurációban használják őket két vagy több motoros tekercs aktuális útjának vezérlésére. Ez lehetővé teszi a motor sebességének és irányának teljes ellenőrzését (1. ábra).
Motoros áttekintés
Bármely tervezési projektnek, amely magában foglalja a motor vagy a mechanikus meghajtó követelményét, ki kell értékelnie, hogy folyamatos áram kialakítását vagy léptetőt vagy szervmotorot használ -e. Folyamatos motorban állandó mágneseket vagy tekercseket használnak statikus mágneses mező létrehozásához az állórészben. A forgórész tekercsekből áll, ahol az áram a forgó tengelyen egy elosztóba nyomott grafitkeféken keresztül lép be. Az áram egymást követő tekercseken folyik át a forgás fenntartása érdekében.
Az AC motorok lehetnek szinkron vagy aszinkron. Aszinkron motorokban (más néven indukciós motorok) az állórész tekercsei durván szinuszos eloszlást képeznek. A szinkron motorok kefe nélküli DC és AC motorok, valamint a szinuszos feszültségforrások által üzemeltetett váltó mentességmotorok és motorok.
A kefe nélküli motorokban a rotor állandó mágnesekkel rendelkezik, és az állórészben található tekercseket a megfelelő sorrendben a kontroll elektronika hajtja. A kefe nélküli egyenáramú motort folyamatos jelkapcsoló szekvenciája hajtja különböző állórész -tekercseknél. A kefe nélküli AC motorok szinkron AC motorokként készíthetők, állandó mágnesekkel; Ebben az esetben a szinuszos jelek hajtják őket. A kefék hiánya növeli a hatékonyságot azáltal, hogy kiküszöböli a súrlódás forrásait. A kapcsolókon a mechanikus alkatrészek hiánya lehetővé teszi a nagyobb forgási sebesség elérését.
A léptetőmotorok kefe nélküli szinkronmotorok, amelyeket DC hajt. A forgórész egy adott helyzetben marad. A léptetőmotorok nagyon pontosan elforgathatják a forgórész tengelyét néhány fokkal anélkül, hogy érzékelőket használnának a szög helyzetének észlelésére.
Kulcsfontosságú paraméterek
Mint a legtöbb elektronikus alkatrésznél, számos kulcs- és specifikus teljesítményparaméter meghatározza az eszköz és az alkalmazás közötti kezdeti levelezést. A motorvezérlő eszközök legfontosabb paraméterei az áram- és feszültségkezelési értékek, mivel ezek meghatározzák, hogy egy adott alkatrész képes -e támogatni a motor terhelésigényét.
A MOSFET -k esetében a következő kulcs paraméterek az aktív ellenállás (RDS (ON)) és a kapu kapacitása. Az alacsonyabb ellenállás csökkenti az ellenállási veszteségeket és a feszültségcsökkenést az ON állapotban, ami csökkenti a disszipatív terhelést és javítja a hatékonyságot. A kapu kapacitása meghatározza a kaput teljes engedélyezéséhez és letiltásához a kívánt átmeneti idő (váltási sebesség) teljes engedélyezéséhez és letiltásához. Az IGBT -k esetében a következő kritikus paraméter a feszültségcsepp (VDROP), amely a diódák és a belső MOSFET -ek hozzájárulásának összege a PN csomóponton áthaladó. A hőmérséklet és az áramszint befolyásolja az RDS (ON) és a VDROP paramétereit.
Általánosságban elmondható, hogy a MOSFET -ek magasabb kapcsolási sebességet (MHz -ben) és magasabb csúcsáramot kínálnak. Az IGBT -k az aktuális értékeket 10 a körül kínálják, és robusztusak, de lassabb váltási sebességgel rendelkeznek. A motorvezérlő alkalmazások esetében az alapvető szabály az, hogy a MOSFET -ek jobb választás az alacsonyabb feszültség, az áram és a magasabb kapcsolási frekvencia esetében, míg az IGBT -k jobb választás a nagyobb feszültség/áram és az alacsonyabb frekvencia esetében.