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          用于辦公自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用的高能效步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器方案

          作者: 時(shí)間:2013-12-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          電機(jī)的應(yīng)用非常廣泛,遍及人們工作及生活的各個(gè)領(lǐng)域,如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、投影儀、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、燃?xì)庠?、照相機(jī)、ATM機(jī)、電動(dòng)縫紉機(jī)、保安攝像機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、熱水供應(yīng)系統(tǒng)、園林灌溉系統(tǒng)及工業(yè)自動(dòng)化等。

            在節(jié)能越來越受重視的當(dāng)今,的驅(qū)動(dòng)電機(jī)顯得尤為重要。從類型上看,電機(jī)包括交流電機(jī)、直流有刷電機(jī)、直流無刷電機(jī)、永磁同步電機(jī)、伺服電機(jī)和等。其中,采用脈沖工作,也稱作數(shù)字電機(jī)或脈沖電機(jī)。的旋轉(zhuǎn)角與脈沖數(shù)量成正比,速度則與脈沖頻率成正比,可通過控制脈沖數(shù)量來精確控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn),使其非常適合于定位應(yīng)用。本文將探討步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的常見挑戰(zhàn),并重點(diǎn)介紹安森美半導(dǎo)體針對(duì)設(shè)備應(yīng)用的步進(jìn)電機(jī)方案。

            步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的常見挑戰(zhàn)

            電機(jī)能用于多種不同的應(yīng)用。設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)中使用電機(jī)時(shí)面對(duì)一些共通的挑戰(zhàn)。首先,當(dāng)今的大多數(shù)設(shè)計(jì)都要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用及相關(guān)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC 和元件提供低能耗和。例如,在如果風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)器電路板位于密封殼體內(nèi)部,就會(huì)產(chǎn)生熱量,要求額外的能耗來將它冷卻。因此,就需要使用內(nèi)置風(fēng)扇在內(nèi)部環(huán)流冷風(fēng),以減少熱量并管理散熱。故工程師可能會(huì)要求低功率損耗,同時(shí)還要求強(qiáng)大、具備高能效冷卻功能的電機(jī)。

            用于辦公自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用的高能效步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器方案

            圖1. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用示例及其常見挑戰(zhàn)。

            其次,從終端用戶角度來講,極需要降低電機(jī)產(chǎn)生的噪聲,以避免造成不適的感覺。設(shè)計(jì)人員還必須能夠補(bǔ)償系統(tǒng)中的任何外部噪聲或振動(dòng)。再次,無論是因?yàn)榫幼】臻g有限或是用戶偏好,消費(fèi)者對(duì)緊湊型方案的需求高是一項(xiàng)普通的消費(fèi)趨勢(shì)。這趨勢(shì)導(dǎo)致更小尺寸及低噪聲的電機(jī)更受偏好,但這在嘗試補(bǔ)償其它設(shè)計(jì)要求時(shí)并不總是具有可能性。

            值得注意的是,由于要求高壓電源來驅(qū)動(dòng)白家電及工業(yè)等應(yīng)用,電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的耐用性及安全性至關(guān)重要。更不用說工程師需要選擇能夠精確控制速度的可靠電機(jī)。

            永磁型和混合型步進(jìn)電機(jī)的工作原理

            步進(jìn)電機(jī)常用于精密控制應(yīng)用,并采用像微步進(jìn)的技術(shù)來減輕電機(jī)振動(dòng)。圖2顯示了永磁型步進(jìn)電機(jī)及混合型步進(jìn)電機(jī)的工作原理圖解。步進(jìn)電機(jī)以數(shù)字脈沖形式工作,通常稱作同步電機(jī)或脈沖電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)通過導(dǎo)通及關(guān)閉MOSFET來控制轉(zhuǎn)動(dòng)。

            用于辦公自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用的高能效步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器方案

            圖2. 永磁型及混合型步進(jìn)電機(jī)的工作原理。

            以圖2左側(cè)為例,當(dāng)電流流過MOSFET開關(guān)OUT1和OUT2時(shí),永磁轉(zhuǎn)子的位置如左圖所示??刂芆UT1、2、3及4的電流,就可以控制轉(zhuǎn)子位置。轉(zhuǎn)角與脈沖數(shù)量成正比,轉(zhuǎn)速與脈沖的頻率成正比。您可以藉控制脈沖數(shù)量來精密地控制轉(zhuǎn)子位置,使其適合于定位。

            用于設(shè)備應(yīng)用的步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品

            如前所述,步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用非常廣泛,如在ATM自動(dòng)柜員機(jī)中用于進(jìn)鈔控制及存折卷入等功能,又如在自動(dòng)售賣機(jī)中用于貨品移動(dòng),以及在老虎機(jī)中用于輪盤旋轉(zhuǎn)等。本文討論的重點(diǎn)是針對(duì)應(yīng)用的步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器,典型產(chǎn)品有如打印機(jī)及掃描儀。通常情況下,進(jìn)紙、紙托盤及掃描等功能可能使用到


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