步进电机与伺服驱动器促进工业应用系统更加智能化

在越来越低的生产成本的推动下，BLDC电机在各个领域都越来越受欢迎。尤其是引入了无人驾驶飞机和电动自行车之后，BLDC电机就开始量产，而BLDC电机曾经是高端工业应用的专用设备。同时，通过即插即用构建模块提供硬件中的磁场定向控制或矢量控制，曾经复杂的伺服驱动器的开发变得更加容易。虽然这种结合可以实现包括医疗和保健设备在内的一系列新应用，但我们不要忘记步进电机。

与伺服驱动器相比，步进电机对许多工程师而言似乎不如前者。但是，步进电机控制已经从简单的“无需调整”控制方案走了很长一段路。当然，对于某些应用程序，您仍然可以轻松地驱动步进电机而不会出现问题，但是越来越多的高端应用程序取决于步进电机提供的低速高扭矩。从实验室自动化到半导体处理，从3D打印到4K监控摄像机，这些电机的机械特性使工程师无需额外的变速箱即可实现驱动系统。没有变速箱意味着更少的磨损，更少的噪音和更低的制造成本。

尽管以低成本提供了鲁棒性和精度，但步进电机仍然享有嘈杂，引入振动且效率不高的美誉。过去使用的驱动程序解决方案的传承一点都不复杂。然而，与此同时，微步操作与复杂的电流斩波器甚至电压斩波器相结合，可以在自适应电流的情况下实现平稳，无噪声的操作。加上诊断功能和无跳动的优点-意味着在静止状态下完全没有运动-突然之间，对于要求完美运动控制的应用，您有了行业领先的解决方案。对于那些需要闭环操作的应用，可以添加编码器，该编码器可以是单个基于霍尔的组件，

就像过去二十年来电机控制发生了变化一样，开发该应用程序的普通工程师也是如此。如今，普通工程师希望专注于使他们的设备独树一帜，而不是开发看似复杂的驱动系统。最小的外形尺寸，直观的用户界面，实时功能，功能安全以及与云收集和共享数据的时尚设计是工程师的新重点。坦率地说，普通工程师甚至可能将电动机和运动控制视为必不可少的弊端，阻碍了他的思想及其构想。这就是为什么直观的开发工具包是关键的原因。

不幸的是，用开发套件支持电机并不是那么容易。原因很简单：每个电动机都不相同。电机参数不同，极数不同，反馈系统（如果有）不同，并且可能需要针对特定​​用例对电机进行优化和微调。而且，这甚至都没有考虑到各种外部接口，也需要考虑这些接口。因此，“一刀切”的解决方案通常无法正常工作，该解决方案通常由具有特殊电机控制库的微控制器与通用驱动器板组成。变量太多了。

这就是为什么现已成为Maxim Integrated一部分的TRINAMIC Motion Control提供了广泛的开发板作为其模块化评估系统的一部分的原因，并且该公司在支持该系统的软件，工具和向导上进行了大量投资的原因。这些板允许快速设置原型应用程序，因此普通工程师可以尝试不同的设置并微调实现他们的想法所需的驱动系统。一旦设置适合其独特的用例，就可以轻松地用C语言编译和导出代码，以直接在其自己的固件中使用。至于硬件，开发板经过MIT许可，是经过验证的开源设计，这意味着它们可以免费使用而不必共享结果。

因此，无论是直接复制还是（部分）用于新设计，模块化评估套件均经过优化，可缩短设计周期，并使电机和运动控制轻松达到1-2-3的要求，符合Trinamic的愿景。他们的基准不是其他半导体公司提供的解决方案。相反，他们的基准测试为公司提供了复杂而直观且易于使用的解决方案，可将数字信息转换为完美的物理运动，因为工程师今天希望如此，因此他们可以专注于他们的核心专业知识。

图1：管理层

对于未来的电机和运动控制，与最终可靠性的需求相关的日益复杂性将导致系统更加智能-这需要处于分散的边缘。需要实时做出决策，需要在源头收集数据并在云中共享数据。第二个大趋势是功能安全，这是机器人从其笼子中释放出来并与人类并排操作的逻辑结果，这些机器人既可以作为协同机器人，也可以作为独立的机器人使用，从取放设备到吸尘器不等。为了实现这些趋势，需要开发新的硬件，以减轻处理器的实时关键任务负担，同时实现更多的诊断，预测性维护和AI并启用功能安全的系统。

编辑：hfy