許多工程師認為步進電機不如伺服驅(qū)動器。但是,步進電機控制已經(jīng)從簡單的“無需調(diào)諧”控制方案取得了長足的進步。步進電機不僅僅只應用在某些簡單的應用里,越來越多的依賴于高扭矩和低速的高端應用也由步進電機驅(qū)動,比如從實驗室自動化到半導體處理,從3D打印再到4K監(jiān)控攝像頭,這些應用要求工程師能夠使用無需額外變速箱的驅(qū)動系統(tǒng)。沒有變速箱意味著更少的磨損、更少的噪音和更低的開銷。
雖然步進電機提供了低成本的魯棒性和精度,但仍有噪音、振動,以及并不是很節(jié)能的缺點,但其驅(qū)動程序一點也不復雜;同時,微步操作與先進的電流斬波器和電壓斬波器相結合,允許步進電機使用自適應電流進行平穩(wěn)、無噪聲的操作;再加上診斷功能和no hunting(即在靜止狀態(tài)下完全沒有運動),你可以輕松擁有一個實現(xiàn)完美的運動控制應用程序的業(yè)界領先的解決方案。對于需要閉環(huán)操作的應用,你只需要添加一個編碼器,它可以是一個作為一個位置傳感器的霍爾組件,這樣,你就擁有了一個沒有變速箱的完整的伺服驅(qū)動器!
就像電機控制在過去二十年里發(fā)生了變化一樣,開發(fā)應用程序的工程師的要求也在進步。今天,每個工程師都想使他們設計具備獨特之處,而不是開發(fā)一個看似復雜的驅(qū)動系統(tǒng)。簡約的外形設計、直觀的用戶界面、實時功能、功能安全性以及與云的數(shù)據(jù)收集和共享是工程師們新的關注點。坦率地說,工程師可能會認為電機和運動控制是阻礙了他的構想,所以他們更需要開發(fā)工具套件直接跨越這些障礙。
但是,用開發(fā)工具支持馬達并不是那么容易。原因很簡單:每個馬達都是不同的。電機參數(shù)不同,極數(shù)不同,反饋系統(tǒng)(如果有的話)也不同,電機可能需要針對特定的應用進行優(yōu)化和微調(diào),以及外部接口的多樣性。因此,通常由帶有特殊電機控制庫的微控制器和通用驅(qū)動板組成的“一刀切”解決方案將不起作用。
作為ADI的一部分,Trinamic提供了廣泛的開發(fā)板作為模塊化評估系統(tǒng)的一部分,并在系統(tǒng)支持軟件、工具和向?qū)С绦蛏线M行了大量的投入。這些開發(fā)板幫助工程師快速設置一個原型應用程序,并嘗試不同的設置,微調(diào)驅(qū)動系統(tǒng)。一旦這些設置條件得到滿足,代碼就可以很容易地用C編譯和導出,以便在它們自己的固件中直接使用。Trinamic的開發(fā)板是經(jīng)過MIT認證的開源設計,工程師可以免費使用這些資源。
電機和運動控制未來的第一個大趨勢是日益增加的復雜性導致系統(tǒng)更加智能化,需要系統(tǒng)實時做出決定,數(shù)據(jù)需要在源位置收集并在云中共享。第二個大趨勢是功能安全,使機器人可以與人類并肩工作,既可以是協(xié)作機器人,也可以是獨立的機器人,可以是拾取和放置裝置,也可以是吸塵器。為了實現(xiàn)這些趨勢,就需要工程師開發(fā)新的硬件,將處理器從實時關鍵任務中解放出來,使之實現(xiàn)更多的診斷、預測性維護和人工智能,并實現(xiàn)功能安全。
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