在生產(chǎn)成本越來(lái)越低的推動(dòng)下，BLDC 電機(jī)越來(lái)越受歡迎。尤其是消費(fèi)無(wú)人機(jī)和電動(dòng)自行車(chē)的引入導(dǎo)致了 BLDC 電機(jī)的大規(guī)模生產(chǎn) - 曾經(jīng)專(zhuān)用于高端工業(yè)應(yīng)用。同時(shí)，通過(guò)在硬件中提供磁場(chǎng)定向控制或矢量控制的即插即用構(gòu)建塊，曾經(jīng)復(fù)雜的伺服驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)發(fā)變得更加容易。雖然這種組合支持包括醫(yī)療和保健設(shè)備在內(nèi)的一系列新應(yīng)用，但我們不應(yīng)忘記步進(jìn)電機(jī)。

與伺服驅(qū)動(dòng)器相比，步進(jìn)電機(jī)在許多工程師看來(lái)似乎遜色。然而，步進(jìn)電機(jī)控制已經(jīng)從簡(jiǎn)單的“無(wú)需調(diào)整”控制方案走了很長(zhǎng)一段路。當(dāng)然，對(duì)于某些應(yīng)用，您仍然可以輕松地驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，但越來(lái)越多的高端應(yīng)用依賴(lài)于步進(jìn)電機(jī)在低速下提供的高扭矩。從實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化到半導(dǎo)體處理和 3D 打印到 4K 監(jiān)控?cái)z像頭，這些電機(jī)的機(jī)械特性使工程師能夠在沒(méi)有額外齒輪箱的情況下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。沒(méi)有齒輪箱意味著更少的磨損、更少的噪音和更低的管理費(fèi)用。

盡管以低成本提供魯棒性和精度，步進(jìn)電機(jī)仍然有噪音、引入振動(dòng)和能源效率不高的聲譽(yù)。過(guò)去使用的驅(qū)動(dòng)程序解決方案的傳統(tǒng)，根本不復(fù)雜。然而，與此同時(shí)，微步操作與復(fù)雜的電流斬波器甚至電壓斬波器相結(jié)合，允許使用自適應(yīng)電流實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、無(wú)噪聲的操作。添加診斷功能和無(wú)振蕩的優(yōu)勢(shì)——意味著在靜止時(shí)根本沒(méi)有運(yùn)動(dòng)——你突然擁有了一個(gè)行業(yè)領(lǐng)先的解決方案，適用于需要完美運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用。對(duì)于那些需要閉環(huán)操作的應(yīng)用，可以添加一個(gè)編碼器，它可以是一個(gè)基于霍爾的組件，

就像過(guò)去二十年電機(jī)控制發(fā)生了變化一樣，開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的普通工程師也發(fā)生了變化。如今，普通工程師希望專(zhuān)注于使他們的設(shè)備與眾不同的原因，而不是開(kāi)發(fā)看似復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。具有最小外形尺寸、直觀用戶界面、實(shí)時(shí)功能、功能安全以及通過(guò)云收集和共享數(shù)據(jù)的時(shí)尚設(shè)計(jì)是工程師的新關(guān)注點(diǎn)。坦率地說(shuō)，普通工程師甚至可能將電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制視為阻礙他的想法和概念的必要之惡。這就是為什么直觀的開(kāi)發(fā)套件是關(guān)鍵的原因。

不幸的是，用開(kāi)發(fā)套件支持電機(jī)并不是那么容易。原因很簡(jiǎn)單：每個(gè)電機(jī)都不同。電機(jī)參數(shù)不同，極數(shù)不同，反饋系統(tǒng)（如果有）也不同，并且電機(jī)可能需要針對(duì)特定用例進(jìn)行優(yōu)化和微調(diào)。這甚至沒(méi)有考慮到也需要考慮的各種外部接口。因此，“一刀切”的解決方案通常由帶有特殊電機(jī)控制庫(kù)的微控制器和通用驅(qū)動(dòng)板組成，這種解決方案是行不通的。變量實(shí)在是太多了。

這就是為什么 TRINAMIC Motion Control（現(xiàn)在是 Maxim Integrated 的一部分）提供廣泛的開(kāi)發(fā)板作為其模塊化評(píng)估系統(tǒng)的一部分的原因，也是該公司在軟件、工具和向?qū)贤度氪罅抠Y金以支持該系統(tǒng)的原因。這些板允許快速設(shè)置原型應(yīng)用程序，因此普通工程師可以嘗試不同的設(shè)置并微調(diào)實(shí)現(xiàn)他們的想法所需的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。一旦設(shè)置適合他們獨(dú)特的用例，就可以輕松地以 C 語(yǔ)言編譯和導(dǎo)出代碼，以直接在他們自己的固件中使用。至于硬件，開(kāi)發(fā)板是在 MIT 許可下經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的開(kāi)源設(shè)計(jì)，這意味著它們可以免費(fèi)使用而無(wú)需共享結(jié)果。

因此，無(wú)論是直接復(fù)制還是（部分）用于新設(shè)計(jì)，模塊化評(píng)估套件都經(jīng)過(guò)優(yōu)化以縮短設(shè)計(jì)周期并使電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制變得像 1-2-3 一樣簡(jiǎn)單，符合 Trinamic 的愿景。他們的基準(zhǔn)不是其他半導(dǎo)體公司提供的解決方案。相反，他們的基準(zhǔn)是為公司提供復(fù)雜而直觀且隨時(shí)可用的解決方案，將數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為完美的物理運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫@是當(dāng)今工程師所期望的，因此他們可以專(zhuān)注于他們的核心專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

圖 1：管理層

對(duì)于電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制的未來(lái)，與最終可靠性需求相關(guān)的日益復(fù)雜性將導(dǎo)致系統(tǒng)更加智能——這需要處于邊緣，分散。需要實(shí)時(shí)做出決策，需要在源頭收集數(shù)據(jù)并在云中共享。第二個(gè)大趨勢(shì)是功能安全，這是機(jī)器人從籠子里釋放出來(lái)并與人類(lèi)并肩工作的邏輯結(jié)果，無(wú)論是作為協(xié)作機(jī)器人還是獨(dú)立機(jī)器人，從拾放設(shè)備到真空吸塵器。為了實(shí)現(xiàn)這些趨勢(shì)，需要開(kāi)發(fā)新的硬件，從實(shí)時(shí)關(guān)鍵任務(wù)中卸載處理器，同時(shí)支持更多的診斷、預(yù)測(cè)性維護(hù)和人工智能，并支持功能安全的系統(tǒng)。