在现代机器人规划中,头部、颈部、四肢的任何活动都需求各式各样电机的支撑,如传统的旋转电机、步进电机、直线电机和其它特别电机,但这些电机的驱动和操控要求各有不同,怎么完成各种电机的准确操控解决方案?怎么以最低的功耗完成对它们的操控?常常对规划师来说是一大应战。本文将详细地评论高压电机操控体系的各中心子体系在详细完成时应留意哪些问题。
高压沟通(HVAC)电机、工业逆变器或高压永磁无刷电机是高电压体系的几个比如,它们典型地按他们的马力进行分类。尽管仍是最常见的,但其他类型电机也现已呈现,如直线电机和内嵌各种鼓励器完成的齿轮头电机。数字电机操控解决方案答应准确地操控这些机械驱动组织的方位、速度和转矩。在这类大型机械驱动组织中的MOSFET一般容量超越600V。
例如,TI有栅极驱动解决方案TPS2829,一个同相高速MOSFET驱动器。当结合反应环路中的TLV3501比较器时,这些体系中的栅极就能够进行数字操控。别的,TI的MOSFET驱动器(如UCC37321或UCC37323)能够直接驱动小马达或驱动功率器材,如MOSFET或IGBT。
![1.GIF](https://img.86ic.net/2020/09/31b66cfded73b2a2c12a3d615010701d.gif)
高压电机操控体系的首要规划考虑要素
高压电机操控体系的中心子体系包含:操控器、隔绝、操控器接口和运动反应。
操控器:TI还供给一系列的操控处理器解决方案,从超低功耗MSP430微操控器到TMS470根据ARM7的处理器和C2000数字信号操控器(DSC)。恰当的操控器能够优化电机驱动功率,进步可靠性和下降全体体系本钱。C2000操控器的32位DSP水平的功能和针对电机操控优化的片上外设运用户能够轻松地完成先进的算法,如三相马达的无传感器矢量操控。C2000系列操控器(从低本钱F28016到业界首个浮点DSC TMS320F28335)都坚持软件兼容。
隔绝:TI的数字隔绝器具有逻辑输入和输出缓冲器,它们选用二氧化硅进行隔绝,供给4kV的隔绝才能。与隔绝电源结合运用时,这些器材能够隔绝高电压,隔绝地,并避免噪声电流进入本地地,以及搅扰或损坏灵敏电路。
操控器接口:RS-232或RS-422对许多体系而言满意用了。RS-485信令可能会绑缚一些协议,如Profibus、Interbus、 Modbus或BACnet,每个针对最终用户的特定需求。有时,操控器局域网(CAN)或EtherNet/IP(工业协议)优先用于满意联网要求。 M-LVDS是能够供给更低功耗的一种替代选择。
运用外部电路的运动反应:隔绝的Delta-Sigma调制器(AMC1203/AMC1210)十分合适用于分流丈量,以拉平毛刺和添加电流反应分辨率。此外,INA19x(x=3到8)和INA20x(x=1至9)为低端和高端电流分流监测供给很宽的共模电压。
霍尔效应或磁传感器一般在丈量超越10A的电流时更有功率,并且他们可固有地供给隔绝才能。ADS1204、ADS1205和ADS1208是3个引荐器材。为了将±10V(20Vpp)信号连接到选用3.3V或5V电源的ADC上,可运用一个INA159电平差异放大器。像 ADS7861/ADS7864或ADS8361/ADS8364的ADC可供给4通道或6声道的一起电流取样。