Servo -draivid, mootorid ja neid kontrollivad seadmed esindavad jätkusuutlikku kasvuvõimalust, mida ajendavad uuendused autotööstuses ja tööstussüsteemides ning edusammud tootmistehnoloogias. Auto- ja transporditööstuses oodatakse suurimat osa servomootoritest ja juhib müüki aastatel 2022–2022. Nõudlus draivide, kontrollerite ja servomootorite järele on endiselt tugev, et aidata ettevõtetel parandada tööstuskeskkonnas tõhusust.
Juht- ja kiiruse-/pöördemomendi juhtimisnõuded ja tehnoloogiad varieeruvad mootoritüübi järgi, alates alalisvoolu mootorite pinge ja voolu lihtsast juhtimisest kuni üldotstarbelise mootorite jaoks kuni inverterite kasutamiseni vahelduvvoolumootorite jaoks, erinevate faaside tagasiside lülitamine harjata mootorites ja keeruline Digitaalse vooluahela astmemootori ajamid. Isegi traditsiooniliste analoogmootorite, näiteks induktsioonmootorite ja lülitatud vastumeelsuse tüüpide puhul, on tänapäeva traditsioonilise analoogtehnoloogiaga kaasnevad üha keerukamad digitaalsed juhtimismeetodid, mis võimaldavad lahendusi rakendada odavalt. Mikroelektrooniliste seadmete kasutamine võimaldab paremat kiirust, positsiooni ja pöördemomendi juhtimist, samuti suuremat tõhusust.
Joonis 1: Mootori juht IC plokkskeem (pilt: Maxim Integreeritud)
Mootori juhtimisahelad peavad mootori mähistes voolu kiiresti sisse- ja välja lülitama, minimeerides samal ajal lülitus- või juhtivuse kadu. Nii MOSFETS kui ka isoleeritud värava bipolaarsed transistorid (IGBTS) vastavad mootori juhtimise vajadustele erinevates rakendustes. Nendel elektrijuhtimisseadmetel on sarnased funktsioonid ja atribuudid ning nende sisekujunduses on kattuv. Enamikus rakendustes kasutatakse neid H-silla konfiguratsioonis, et juhtida praegust tee kahe või enama mootori mähiseni. See võimaldab täielikku kontrolli mootori kiiruse ja suuna üle (joonis 1).
Mootori ülevaade
Mis tahes disainiprojekt, mis sisaldab mootori või mehaanilise ajami nõuet, peab hindama, kas kasutada pidevat voolu kujundust või astmelist või servomootorit. Pidevas mootoris kasutatakse staatori staatilise magnetvälja loomiseks püsimagneteid või mähiseid. Rootor koosneb mähistest, kus vool siseneb läbi pöörleva võlli kollektorisse vajutatud grafiidipintslite. Vool voolab läbi järjestikuste mähiste, et säilitada pöörlemine.
AC -mootorid võivad olla sünkroonsed või asünkroonsed. Asünkroonsetes mootorites (tuntud ka kui induktsioonimootorid) on staatori mähised moodustatud umbes sinusoidaalse jaotuse moodustamiseks. Sünkroonmootorite hulka kuuluvad harjadeta alalisvool ja vahelduvvoolumootorid, samuti lülitatud vastumeelsuse mootorid ja mootorid, mida toidavad sinusoidsed pingeallikad.
Harjadeta mootorites on rootoril püsimagnetid ja staatoris asuvad mähised juhivad kontroll -elektroonika sobivas järjestuses. Harjadeta alalisvoolu mootorit juhib pidev signaali lülitusjärjestus erinevatel staatori mähistel. Harjadeta vahelduvvoolumootoreid saab teha sünkroonsete vahelduvvoolumootoritena püsimagnetitega; Sel juhul juhivad neid sinusoidsed signaalid. Pintslite puudumine suurendab efektiivsust, kõrvaldades hõõrdeallikad. Mehaaniliste osade puudumine lülititel võimaldab saavutada suurema pöörlemiskiiruse.
Astmemootorid on harjadeta sünkroonmootorid, mida toidavad alalisvoolu. Rootor püsib konkreetses asendis statsionaarselt. Astmemootorid võivad rootori võlli paar kraadi väga täpselt pöörata, ilma et oleks andureid nurgaasendi tuvastamiseks.
Peamised parameetrid
Nagu enamiku elektrooniliste komponentide puhul, määravad seadme ja rakenduse vahelise esialgse vastavuse mitmed võtme- ja spetsiifilised jõudlusparameetrid. Mootori juhtimisseadmete peamised parameetrid on voolu- ja pingehalduse väärtused, kuna need määravad, kas konkreetne komponent toetab mootori koormuse nõudeid.
MOSFET -ide jaoks on järgmised võtmeparameetrid aktiivne takistus (RDS (ON)) ja värava mahtuvus. Madalam takistus vähendab takistuse kadu ja pinge langust ON oleku ajal, mis vähendab hajuvat koormust ja parandab tõhusust. Värava maht määrab sageduse ja voolu kiiruse, mis on vajalik värava täielikuks lubamiseks ja keelamiseks soovitud üleminekuajal (lülituskiirus). IGBTS -i jaoks on järgmine kriitiline parameeter pinge langus (VDROP), mis on PN -ristmikku läbivate dioodide ja sisemiste MOSFET -de kaastööde summa. Temperatuur ja voolutase mõjutavad RDS (ON) ja VDROP -parameetreid.
Üldiselt pakuvad MOSFET -id suuremat lülituskiirust (MHz -s) ja suuremat tippvoolu. IGBT -d pakuvad praeguseid väärtusi umbes 10 A ja on vastupidavad, kuid neil on aeglasem vahetuskiirus. Mootori juhtimisrakenduste jaoks on põhireegel see, et MOSFETS on parem valik madalama pinge ja voolu ja suurema lülitussageduse jaoks, samas kui IGBTS on parem valik suurema pinge/voolu ja madalama sageduse jaoks.