如何选择合适的电机驱动器？

电机的类型



有刷直流电动机通常需要一个可逆驱动器，并经常需要脉宽调制（PWM）、制动和正反转模式。理想情况下，有刷直流电动机的驱动器还应该包括限流功能，并可能需要支持高速驱动。



三相无刷电机的驱动器，通常用于送纸或风扇等应用，通常需要与无传感器电机和/或配备霍尔传感器的电机兼容。可能涉及不同的换向角度，正弦换向可以确保低噪音和低振动（图1）。

当位置和保持扭矩比旋转或一般运动更重要时，就会使用步进电机。为了使步进电机安静地运行，它们通常使用混合衰减功能。它们通常需要两个电源以及过电压和过电流保护功能。步进电机采用了各种驱动方法--通常情况下，这种方法与电机的使用方式直接相关（图2）。

电机-驱动器基本参数



一旦确定了电机的类型，就必须注意与该电机有关的某些关键参数，包括：



输出电流



应用电压（3.3/5, 12, 24/36, 250, 600 V)



额定功率耗散



输出的数量



这些参数是非常重要的，将大大缩小电机驱动器的可用选择范围。



应用要求



电机是打印机、吸尘器、照相机和数控设备的重要组成部分，更不用说空调、洗衣机和冰箱。这些产品中的每一个都需要多个直流电动机来运作，每个电动机都有自己的一套要求。一旦确定了电机和电机驱动器的参数，重点就应该转移到与应用有关的具体要求。

打印机



打印机中的纸张移动器使用步进电机或直流电刷电机，根据打印机的目标，设计可能需要高精度和最小振动。电机的类型和要求将根据打印机的类型（即工业打印机、热敏打印机、喷墨打印机或多功能打印机）而有所不同。一些电池供电的热敏打印机可能需要高效的控制方案以节省电力，而其他打印机，如喷墨打印机，可能需要高度精确的定位（图3）。

例如，多功能打印机通常使用三相无刷直流电机驱动器或步进电机驱动器（单通道或双通道）来驱动走纸机。托盘和墨水电机通常需要一个单片H桥驱动器。带有两个直流降压稳压器的单通道或双通道H桥是系统电机驱动器最常用的设计。

机器人吸尘器

机器人真空吸尘器需要单独的电机用于吸气、滚动、旋转滚筒和侧刷。虽然所有的电机通常都是三相无刷电机，但使用两种不同的一般电机驱动器类别：三相无刷电机驱动器和离散的H桥直流有刷电机驱动器。所使用的电机驱动器取决于电机在真空中的用途（图4）。

机器人真空装置由可充电电池供电，使效率成为一个主要问题，同时需要为吸尘电机提供大量的电力。此外，真空马达要安静地运行，这是影响马达驱动器选择的另一个关键特征（图5）。

摄像机

现代相机（包括单反相机、无人机相机和安全相机）的基本功能是电机类型，如直流电刷电机和步进电机。双H桥驱动器最常控制相机电机。当涉及到相机电机时，像高效率和紧凑尺寸这样的要求是很常见的，而支持高度精确和精密定位且振动最小的驱动器也很重要（图6）。

相机中的摇摄/旋转/倾斜功能取决于带有单通道H桥驱动器的低压直流有刷电机或带有单通道或六通道的紧凑型高速H桥电机驱动器的步进电机。完全集成的相机驱动器可用，用于相机和镜头电机（包括聚焦、变焦和快门）的紧凑型高速H桥步进电机驱动器也是如此。自动对焦的镜头电机最常依赖于带有开环自动对焦驱动器的音圈电机。

用于小型机器的数控马达

各种各样的小型机器都依赖于CNC（计算机数字控制）电机，包括激光切割机、乙烯基切割机、3D打印机、小型铣床、车床和磨床。大电流、紧凑、单通道的双极步进电机驱动器是CNC产品最常见的选择。

请记住，这些应用涉及多轴定位，因此需要多个电机共同工作。因此，所选择的电机驱动器必须能够支持高度准确、精确的定位，通常要求微步进精度。此外，在这些设计中，空间可能是很重要的。

电机驱动器的考虑因素

在选择电机驱动器时，电机的类型和基本的驱动器参数是正确的出发点，但必须考虑到其他因素。考虑到每个应用可能需要多个电机，关键是要看系统中每个电机的具体用途。

例如，Rohm有一个广泛的电机驱动器系列，为特定的应用而设计。所有直流电动机驱动器的设计都是为了提供高可靠性，具有内部保护功能和优化的驱动波形以减少噪音和振动。此外，这些电机驱动器还保持了高效的驱动控制算法。