Серво погони, мотори и уређаји који контролишу их представљају одрживу прилику за раст, вођене иновацијама у аутомобилском и индустријском системима и напредак у технологији производње. Очекује се да ће се аутомобилске и транспортно индустрије умањити највећи удио серво мотора и покренути продају до 2022. до 2022. године. Потражња за дисковима, контролорима и серво моторима и даље је снажно да помогне компанијама да побољшају ефикасност у индустријским окружењима.
Захтеви за управљање и технологије за брзину / обртни момент разликују се типом мотора, у распону од једноставне контроле напона и струја за ДЦ моторе и опште намене на коришћење претварача за АЦ Моторс, повратне информације о моторима без чепила и сложених дигиталних склопних моторичких погона. Чак и за традиционалне аналогне моторе као што су индукциони мотори и пребачени типови невољкости, данашња традиционална аналогна технологија прате све софистицираније дигиталне методе контроле које омогућавају да се решења омогућавају имплементирати на ниским трошковима. Употреба микроелектронских уређаја омогућава бољу брзину, положај положаја и обртног момента, као и већу ефикасност.
Слика 1: Контрола мотора ИЦ Блоцк Диаграм (Слика: Маким Интегратед)
Кругови за контролу мотора морају брзо укључити струју и искључити у моторне завојнице током минимизирања пребацивања или губитака проводљивости. И МОСФЕТ-ови и изоловани капија биполарни транзистори (ИГБТС) задовољавају потребе контроле мотора у различитим апликацијама. Ови уређаји за електричне контроле имају сличне функције и атрибуте и преклапају се у њиховом унутрашњем дизајну. У већини апликација користе се у конфигурацији Х-Бридге-а за контролу тренутног пута до две или више моторних завојница. То омогућава потпуну контролу над брзином и смером мотора (слика 1).
Преглед мотора
Било који пројекат дизајна који укључује услов мотора или механичког погона мора да процени да ли да користи континуирани струјни дизајн или степер или серво мотор. У непрекидном мотору, трајни магнети или намотаји користе се за стварање статичког магнетног поља у статеру. Ротор се састоји од завојница у којима тренутни улази кроз графитне четке пресовене у разводну осовину на ротирајућем осовини. Актуелни токови кроз узастопне намотаје за одржавање ротације.
АЦ мотори могу бити синхрони или асинхрони. У асинхроним моторима (такође познати и као индукцијски мотори), намотач статора су распоређени да формирају грубу синусоидну дистрибуцију. Синхрони мотори укључују ДЦ и АЦ моторе без четкица, као и преклопљених невољних мотора и мотора који покрећу извори синусоидне напоне.
У мотори без четкица, ротор има трајне магнете и намотаја смештени у статору покрећу се контролном електроником у одговарајућој секвенци. ДЦ мотор без четкица покреће се континуираном секвенцом прекидача сигнала на различитим намотајима статора. Кршки АЦ мотори се могу направити као синхрони акамерици са трајним магнетима; У овом случају управљају синусоидни сигнали. Одсуство четкица повећава ефикасност уклањањем извора трења. Одсуство механичких делова на прекидачима омогућава постизање већих брзина ротације.
Степпер Моторс су синхрони мотори без четкица који покрећу ДЦ. Ротор остаје стационаран на одређеном положају. Степпер Моторс може врло тачно ротирати осовину ротора неколико степени без употребе сензора за откривање угаоног положаја.
Кључни параметри
Као и код већине електронских компоненти, бројни кључни и специфични параметри перформанси одређују почетну преписку између уређаја и апликације. Кључни параметри за уређаје за контролу мотора су тренутне и вредности управљања напонима, јер они утврђују да ли одређена компонента може да подржи захтеве за оптерећењем мотора.
За МОСФЕТ-ове, следећи параметри кључа су активна отпорност (РДС (ОН)) и капацитет капије. Нижи отпорност смањује губитке отпорности и пад напона током стања, што смањује дисипативан оптерећење и побољшава ефикасност. Капацитет капија одређује фреквенција и тренутну брзину потребну за потпуно омогућавање и онемогућавање капије на жељеном времену прелазног времена (брзина пребацивања). За ИГБТС, следећи критички параметар је кап напона (ВДРОП), што је збир доприноса диода и унутрашњих МОСФЕТ-ова који пролазе кроз ПН раскрсницу. Нивои температуре и струје утичу на РДС (на) и ВДроп параметрима.
Генерално, МОСФЕТ-ови нуде веће брзине пребацивања (у МХз) и вишим вршним струјама. ИГБТС нуде тренутне вредности око 10 а и робусне су, али имају спорије брзине пребацивања. За апликације за контролу мотора основно правило је да су МОСФЕТ-ови бољи избор за нижи напон и струју и већу фреквенцију пребацивања, док су ИГБТС бољи избор за већу напону / тренутну и нижу фреквенцију.