Servo pogoni, motori i uređaji koji ih kontroliraju predstavljaju održivu priliku za rast, vođeni inovacijama u automobilskim i industrijskim sistemima i napreduju u proizvodnoj tehnologiji. Očekuje se da će automobilska i transportna industrija biti ukaziva na najveći udio Servo Motors-a i vožnje prodaje do 2022. do 2022. godine. Potražnja za pogonima, kontrolerima i servo motorima i dalje su jaki za pomoć kompanijama da poboljšaju efikasnost u industrijskim okruženjima.
Zahtjevi za vođenje i brzinu / obrtni moment variraju prema vrsti motora, u rasponu od jednostavne kontrole napona i struje za DC motore i motore opće namjene za upotrebu pretvarača za izmjenične motore, prebacivanje povratnih informacija u motorima bez četkica i kompleks Digitalni kružni stepper motorni pogoni. Čak i za tradicionalne analogne motore, poput indukcijskih motora i preklopljenih tipova nevoljkosti, današnja tradicionalna analogna tehnologija praćena je sve sofisticiranijem digitalnom kontrolom metode koje omogućavaju implementiranje rješenja koji se mogu implementirati pri niskim troškovima. Upotreba mikroelektronskih uređaja omogućava bolju brzinu, položaj i kontrolu zakretnog momenta, kao i veću efikasnost.
Slika 1: Kontrola motora IC blok dijagram (Slika: MAXIM integrirana)
Kontrolni krugovi motora moraju brzo prebaciti struju i isključivanje u motornim zavojnicama, a mimiziranje gubitaka za prebacivanje ili provođenje. Oba mozga i izolirani bipolarni tranzistori vrata (IGBTS) zadovoljavaju potrebe kontrole motora u raznim primjenama. Ovi električni uređaji za kontrolu imaju slične funkcije i atribute, a u svom unutrašnjem dizajnu postoji preklapanje. U većini primjena koriste se u konfiguraciji H-Bridge za kontrolu trenutnog puta do dva ili više motornih zavojnica. To omogućava potpunu kontrolu nad brzinom i smjerom motora (slika 1).
Pregled motora
Svaki projekt dizajna koji uključuje zahtjev motora ili mehaničkog pogona mora procijeniti da li će koristiti kontinuirani trenutni dizajn ili stepper ili servo motor. U neprekidnom motoru, trajni magneti ili namoti koriste se za stvaranje statičkog magnetnog polja u statoru. Rotor se sastoji od zavojnica u kojima struja ulazi kroz grafitne četke pritisnute u razvodnik na rotirajućoj osovini. Trenutni teče kroz uzastopne namote za održavanje rotacije.
AC motori mogu biti sinhroni ili asinhroni. U asinhronim motorima (poznatim i kao indukcijski motori), namotaje se uređuju kako bi se formirali otprilike sinusoidna distribucija. Sinhroni motori uključuju DC bez četkica i AC motore, kao i preklopljene motore i motore koji su napali sinusoidni izvori napona.
U motorima bez četkica, rotor ima trajne magnete i namote smještene u statoru pokreću kontrolne elektronike u odgovarajućem redoslijedu. DC bez četkica pokreće se kontinuiranim redoslijedom prebacivanja signala na različitim namotajem statora. Motori bez četkica mogu se izrađivati kao sinhroni izmjenični motori sa trajnim magnetima; U ovom slučaju voze ih sinusoidni signali. Nepostojanje četkica povećava efikasnost uklanjanjem izvora trenja. Nepostojanje mehaničkih dijelova na prekidačima omogućava postizanje veća brzina rotacije.
Stepper motori su sinhroni motori bez četkica koji pokreće DC. Rotor ostaje nepomičan na određenom položaju. Stepper motori vrlo mogu precizno zakretati osovinu rotora nekoliko stupnjeva bez upotrebe senzora za otkrivanje kutne položaja.
Ključni parametri
Kao i kod većine elektroničkih komponenti, brojne ključeve i posebne parametre performansi određuju početnu korespondenciju između uređaja i aplikacije. Ključni parametri za upravljački uređaji motora su trenutne i naponske vrijednosti upravljanja, jer određuju da li određena komponenta može podržati zahtjeve za opterećenje motora.
Za MOSFETS, sljedeći ključni parametri su aktivni otpor (RDS (uključen)) i kapacitet vrata. Niža otpornost smanjuje gubitke otpornosti i pad napona tokom države, što smanjuje disipativno opterećenje i poboljšava efikasnost. Kapacitet kapije određuje frekvenciju i trenutnu brzinu potrebnu za u potpunosti omogućite i onemogućite kapiju u željenom vremenu tranzicije (brzina prebacivanja). Za IGBTS, sljedeći kritični parametar je pad napona (VDROP), što je zbroj doprinosa dioda i unutarnjih mostiva koji prolaze kroz PN sponciju. Razina temperature i trenutaka utječu na RDS (On) i VDROP parametre.
Općenito, MOSFETS nudi veće brzine prebacivanja (u MHz) i veće vršne struje. Igbts nude trenutne vrijednosti oko 10 A i su robusne, ali imaju sporiju brzine preklopnika. Za aplikacije za kontrolu motora, osnovno pravilo je da su MOSFETS bolji izbor za niži napon i struju i veću frekvenciju prebacivanja, dok su IGBTS bolji izbor za viši napon / struju i nižu frekvenciju.