یک راننده موتور یک مدار الکترونیکی یا مدار مجتمع (IC) است که به عنوان رابط بین یک میکروکنترلر کم مصرف و یک موتور الکتریکی پرقدرت عمل می کند. سیگنال های کنترل جریان پایین را دریافت می کند و آنها را به پشتیبانی ولتاژ بالا و جریان بالا تبدیل می کند که برای رانندگی ایمن و کارآمد یک موتور لازم است.
چه در حال ساخت یک ربات، طراحی یک سیستم نقاله صنعتی، یا توسعه یک لوازم خانگی هوشمند، موتور رانندگان پل اساسی هستند که کنترل حرکت را ممکن می کنند. بدون آنها، مدارهای منطقی ظریف یک میکروکنترلر یا ریزپردازنده فوراً توسط جریان های زیاد مورد نیاز موتورها از بین می روند.
این راهنما هر چیزی را که باید در مورد آن بدانید را پوشش می دهد آی سی درایور موتور : نحوه کار آنها، انواع مختلف موجود، مشخصات حیاتی برای در نظر گرفتن، مقایسه کنار هم، برنامه های کاربردی رایج و سوالات متداول.
اساساً، الف مدار راننده موتور از ترانزیستورهای قدرت - اعم از ترانزیستورهای اتصال دوقطبی (BJT)، ماسفت ها یا IGBT ها - که در توپولوژی های خاصی مرتب شده اند برای تغییر و تقویت انرژی الکتریکی از ریل قدرت به بار موتور استفاده می کند.
رایج ترین توپولوژی داخلی است پل H که از چهار عنصر سوئیچینگ تشکیل شده است که به شکل "H" در اطراف موتور قرار گرفته اند. با فعال کردن جفت سوئیچ های مختلف، پل H می تواند:
کنترل سرعت از طریق به دست می آید مدولاسیون عرض پالس (PWM) - به سرعت موتور را در چرخه های کاری مختلف روشن و خاموش کنید. چرخه کاری 50% حدود نیمی از ولتاژ موتور را تامین می کند و سرعت آن را به طور متناسب کاهش می دهد. آی سی های کنترل موتور مدرن این منطق PWM را روی تراشه ترکیب می کنند که طراحی سیستم را بسیار ساده می کند.
نه همه موتورها یکسان هستند و نه درایورهای آنها. نوع از راننده موتور مورد نیاز به شدت به تکنولوژی موتور مورد استفاده بستگی دارد.
درایورهای موتور DC ساده ترین و پرکاربردترین نوع هستند. آنها ولتاژ و جریان متغیری را به موتورهای DC برس خورده ارائه می دهند و سرعت (از طریق PWM) و جهت (از طریق منطق پل H) را کنترل می کنند. آنها برای رباتیک، اسباب بازی، فن های خودرو و پمپ ها ایده آل هستند.
از ویژگی های کلیدی می توان به کنترل جهت، تنظیم سرعت PWM، سنجش جریان و مدارهای حفاظتی در برابر جریان بیش از حد، ولتاژ بیش از حد و حرارتی اشاره کرد.
درایورهای استپر موتور نیرو دادن به سیم پیچ های منفرد یک استپر موتور در یک توالی دقیق برای تولید مراحل گسسته چرخش. هر مرحله مربوط به یک زاویه ثابت است - معمولاً 1.8 درجه در هر گام (200 گام / چرخش).
پشتیبانی پیشرفته درایور استپر ریز پله ها - تقسیم هر مرحله کامل به افزایش های کوچکتر (1/2، 1/4، 1/8، تا 1/256 گام) - برای حرکت نرم تر و کاهش لرزش. آنها به طور گسترده در چاپگرهای سه بعدی، ماشین های CNC و سیستم های موقعیت یابی دقیق استفاده می شوند.
درایورهای موتور بدون جاروبک DC (BLDC). - اغلب در کاربردهای سرگرمی ESC (کنترل کننده سرعت الکترونیکی) نامیده می شود - از سه نیم پل برای تغذیه سیم پیچ های سه فاز یک موتور BLDC استفاده کنید. آنها برای تعویض الکترونیکی موتور به بازخورد موقعیت روتور (از طریق سنسورهای اثر هال یا حسگر نیروی الکترومغناطیسی پشتی) متکی هستند.
موتورهای BLDC و درایورهای آنها راندمان بالاتر، عمر طولانی تر و چگالی توان بالاتری نسبت به موتورهای برس دار ارائه می دهند. آنها در هواپیماهای بدون سرنشین، وسایل نقلیه الکتریکی، هارد دیسک ها و سیستم های سروو صنعتی تسلط دارند.
درایورهای سروو (آمپلی فایرهای سروو یا موتورهای سروو) کنترلرهای حلقه بسته پیچیده ای هستند که به طور مداوم موقعیت، سرعت یا گشتاور واقعی موتور را با نقطه تنظیم مورد نظر مقایسه می کنند و هرگونه خطا را تصحیح می کنند. آنها ستون فقرات اتوماسیون صنعتی با کارایی بالا، بازوهای روباتیک و مراکز ماشینکاری CNC را تشکیل می دهند.
درایوهای سروو مدرن دستورات را از طریق پروتکل های فیلدباس دیجیتال (EtherCUnT، CالفNopen، PROFINET) می پذیرند و پاسخ دینامیکی استثنایی را با حلقه های بازخورد در محدوده میکروثانیه ارائه می دهند.
جدول زیر تفاوت های اصلی را خلاصه می کند تا به شما در انتخاب مناسب کمک کند راننده موتور برای درخواست شما:
| نوع درایور | نوع موتور | روش کنترل | موارد استفاده معمولی | پیچیدگی |
| درایور موتور DC | سی سی براش خورده | پل H PWM | ربات ها، اسباب بازی ها، فن ها | کم |
| درایور استپر | قدم به قدم | سوئیچینگ متوالی سیم پیچ ها | پرینترهای سه بعدی، CNC، دوربین ها | متوسط |
| درایور BLDC | DC بدون براش | سوئیچینگ سه فاز | هواپیماهای بدون سرنشین، وسایل نقلیه الکتریکی، لوازم خانگی | بالا |
| سروو موتور | سروو موتور AC/DC | کنترل PID حلقه بسته | اتوماسیون صنعتی، رباتیک | خیلی بالا |
هنگام انتخاب یک راننده موتور IC ، در اینجا مهمترین پارامترها برای ارزیابی وجود دارد:
این ولتاژ تغذیه ای را که درایور موتور می تواند تحمل کند را تنظیم می کند. درایورهای ولتاژ پایین (2.5-10 ولت) برای موتورهای سرگرمی کوچک مناسب هستند، در حالی که درایورهای ولتاژ بالا (تا 60 ولت یا بیشتر) برای کاربردهای صنعتی مورد نیاز هستند.
جریان پیوسته نامی مقدار جریانی را که راننده می تواند به طور نامحدود بدون گرم شدن بیش از حد تامین کند را تعیین می کند. اوج جریان حداکثر جریان کوتاه مدت (مثلاً هنگام راه اندازی موتور) است. همیشه راننده ای را انتخاب کنید که میزان جریان پیوسته آن حداقل 25 تا 30 درصد از امتیاز جریان موتور شما بیشتر باشد.
فرکانسهای PWM بالاتر (20 کیلوهرتز و بالاتر) نویز سوئیچینگ را فراتر از محدوده قابل شنیدن میفرستد و صدای ناله موتور را حذف میکند که در لوازم الکترونیکی مصرفی ضروری است. فرکانس های پایین تر تلفات سوئیچینگ را کاهش می دهند.
مقاومت داخلی ماسفت در حین هدایت تغییر می کند. RDS (روشن) پایین به معنای توان کمتری است که به عنوان گرما تلف می شود و راندمان را بهبود می بخشد. این امر به ویژه در طراحی های با باتری بسیار مهم است.
کیفیت راننده موتور chips شامل حفاظت داخلی: حفاظت در برابر جریان اضافه (OCP)، قفل اضافه ولتاژ (OVLO)، قفل کم ولتاژ (UVLO)، خاموش شدن حرارتی (TSD)، و جلوگیری از نشتی. این حفاظت ها قابلیت اطمینان سیستم را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند.
ماژول های کنترل موتور و مدارهای مجتمع تقریباً در هر صنعتی که شامل حرکت مکانیکی است یافت می شود:
یک تصمیم کلیدی طراحی این است که آیا استفاده شود یا خیر حلقه باز طلا حلقه بسته کنترل موتور:
| ویژگی | کنترل حلقه باز | کنترل حلقه بسته |
| سنسور بازخورد | مورد نیاز نیست | رمزگذار، سنسور هال، حل کننده |
| دقت | متوسط | خیلی بالا |
| رد اختلالات بار | بیچاره | عالی |
| هزینه | کمer | بالاer |
| برنامه های کاربردی معمولی | چاپگرهای سه بعدی، ربات های ساده | ماشین های CNC، سیستم های سروو |
هنگام انتخاب a این فرآیند تصمیم گیری را دنبال کنید راننده موتور for your project :
درایورهای موتور و میکروکنترلرها تشکیل یک زوج مکمل میکروکنترلر (MCU) منطق سطح بالا (سنسورهای خواندن، الگوریتمهای اجرا، پردازش ارتباطات) را کنترل میکند و سیگنالهای کنترلی کممصرف را به راننده موتور میفرستد، که کار الکتریکی سنگین را انجام میدهد.
سیگنال های رابط معمولی عبارتند از:
پلتفرم های توسعه محبوب مانند Arduino، STM32، ESP32 و Raspberry Pi همگی دارای کتابخانه های جامع و کد نمونه برای کار با برنامه های معمول هستند. راننده موتور modules ، به طور قابل توجهی سرعت نمونه سازی را افزایش می دهد.
س: آیا می توانم یک موتور را مستقیماً به یک پایه GPIO روی میکروکنترلر متصل کنم؟
پین های GPIO معمولاً فقط 3.3 ولت یا 5 ولت در چند میلی آمپر خروجی دارند. حتی موتورهای DC کوچک به صدها میلی آمپر در ولتاژهای بالاتر نیاز دارند. اتصال مستقیم آنها باعث از بین رفتن میکروکنترلر می شود. الف موتور driver همیشه لازم است
س: تفاوت بین درایور موتور و کنترل کننده موتور چیست؟
A موتور driver بیش از همه یک دستگاه تقویت کننده قدرت است: دستوراتی را که دریافت می کند اجرا می کند. الف موتور controller دستگاه سطح بالاتری است که شامل هوش است: بازخورد حلقه بسته را مدیریت میکند، الگوریتمهای کنترلی (PID) را پیادهسازی میکند و میتواند شامل رابطهای ارتباطی باشد. در عمل، این اصطلاحات گاهی برای سیستم های ساده تر به جای هم استفاده می شوند.
س: چرا راننده موتور من داغ می شود؟
گرما در a موتور driver IC از تلفات سوئیچینگ در ماسفتهای داخلی و تلفات رسانش در حالت آنها (I² × RDS(روشن)) ناشی میشود. اگر درایور بیش از حد گرم می شود، بررسی کنید که جریان موتور از جریان نامی راننده تجاوز نکند، مطمئن شوید که سطح مسی یا هیت سینک PCB کافی است و بررسی کنید که فرکانس PWM در محدوده توصیه شده است.
س: میکرواستپینگ در درایور موتور پله ای چیست؟
میکرواستپینگ هر مرحله کامل موتور را با تغییر متناسب جریان در هر سیم پیچ به زیر مراحل کوچکتر تقسیم می کند. به عنوان مثال، 1/16 میکرو گام در یک موتور استاندارد 200 پله در چرخش، 3200 میکروگام در چرخش را به همراه دارد. این حرکت بسیار نرمتر و آرامتری ایجاد میکند که برای پرینترهای سه بعدی و ابزار آزمایشگاهی ضروری است.
س: یک اپراتور موتور باید چه محافظت هایی داشته باشد؟
برای سیستم های قابل اعتماد، به دنبال a موتور driver که شامل: حفاظت در برابر جریان بیش از حد (OCP)، قفل تحت ولتاژ (UVLO)، حفاظت از ولتاژ بیش از حد (OVP)، خاموش شدن حرارتی (TSD)، حفاظت از اتصال کوتاه و جلوگیری از رسانش متقاطع (shoot-through) می باشد. این ویژگی ها از آسیب در صورت خرابی جلوگیری می کند و عمر راننده و موتور را افزایش می دهد.
س: آیا یک راننده موتور می تواند چندین موتور را کنترل کند؟
بعضی ها آی سی درایور موتور double دو پل H مستقل را در یک محفظه ادغام کنید و امکان کنترل همزمان دو موتور DC را فراهم کنید. برای موتورهای بیشتر، آی سی های درایور متعددی استفاده می شود که هر یک توسط میکروکنترلر یکسان از طریق PWM مستقل و سیگنال های فرمان یا از طریق یک گذرگاه سریال کنترل می شود.
رانندگان موتور اجزای ضروری در هر سیستمی هستند که انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی کنترل شده تبدیل می کند. از یک ماشین اسباب بازی ساده گرفته تا یک سیستم سروو صنعتی پیچیده، درست است راننده موتور IC عملکرد کارآمد، قابل اعتماد و ایمن را تضمین می کند.
تفاوت های اساسی بین را درک کنید درایورهای موتور DC ، درایورهای استپر موتور ، درایورهای BLDC ، et موتورهای سروو – همراه با مشخصات حیاتی مانند محدوده ولتاژ، ظرفیت جریان، قابلیت PWM و عملکردهای حفاظتی – مهندسان و سازندگان را قادر می سازد تا تصمیمات طراحی ایمن و آگاهانه اتخاذ کنند.
همانطور که فناوری الکترونیک قدرت به پیشرفت خود ادامه می دهد، راننده موتور solutions به طور فزاینده ای یکپارچه، هوشمند و کارآمد هستند و نسل بعدی رباتیک، وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم های صنعتی هوشمند را قادر می سازند.
کپی رایت © 2018 شرکت تولید موتور Cixi Waylead ، Ltd.کلیه حقوق محفوظ است.
ورود
عمده فروشی تولید کنندگان موتور AC
