#電磁學 #電動馬達 #微控制器MCU

【微控制器與軟體演算法，成就高效馬達轉換】

全球有 40%～60% 的工業用電是用於電動馬達。常見的工業用馬達有：直流有刷馬達、感應式馬達、永磁馬達。其中，直流有刷馬達，已瀕臨淘汰；感應式馬達價格便宜、裝置簡單且容易控制，但是能源效率不高；永磁馬達包括：永磁同步馬達 (PMSM)、無刷直流馬達 (BLDC)、磁阻馬達、步進馬達、磁滯馬達等類型，具有較高壽命、較佳能源效率及可控性，在工業應用中，PMSM 和 BLDC 馬達正大規模取代交流和直流有刷電機。

在當今的大多數應用領域，馬達發揮的作用並不是簡單地旋轉功能，人們希望馬達盡可能按照人們的要求去動作，這不僅對節約能源有重大意義，同時還可以在很多場合替代人類做更多事情。比如工業機器人的手臂要運動到什麼位置？需要多大能量提起多重的物體？這些都需要一個控制系統來進行精確控制。但是，馬達的工作原理本質上是一個電磁轉換過程，人們不能直接控制磁訊號，只能透過改變電訊號實現對馬達的一系列控制要求。

馬達的廣泛使用，帶動了馬達控制系統的發展，不同的應用場合需要不同的控制系統，特別是當今的 IoT、工業 4.0 快速發展的大背景下，馬達控制系統也隨之成長，驅動 IC、MCU、MOSFET、IGBT 等馬達控制系統訊號鏈每一個環節都因此受益。從馬達控制角度來看，控制系統可根據控制要求大致分為變頻器、驅動器和伺服系統幾類，控制要求越多、精度要求越高，對控制系統的要求也就越高，相應的系統複雜度也會隨之提升。

延伸閱讀：
《不斷演進的馬達系統》
http://compotechasia.com/a/____/2016/0920/33344.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)

#ARM處理器

圖檔取材：pixabay.com

[本文將於發佈次日下午轉載至 LinkedIn、Twitter 和 Google+ 公司官方專頁，歡迎關注]：
https://www.linkedin.com/company/compotechasia
https://twitter.com/lookCOMPOTECH
https://goo.gl/YU0rHY

#智慧工廠 #工業4.0 #中國製造2025 #步進馬達

【步進馬達，在智慧工廠大展身手】

當全世界政府都把眼光放在如何為產業升級與提升生產力時，意謂著既有工業的一切亦必須同步向「數位化」邁進；而「馬達」更在工廠自動化的過程舉足輕重，約可分為直流馬達、交流馬達、伺服馬達及步進馬達幾類。其中，直流馬達、交流馬達雖有較佳的動力輸出；但若要講求控制精度，伺服馬達及步進馬達無疑略勝一籌。尤其是「步進馬達」，由於可依比例追隨脈波訊號轉動，更能達到精確的位置和速度控制，且穩定性佳；而步進馬達的運轉順暢和高能效，是驅動器的設計要素。

步進馬達有全步、半步和微步三個驅動模式。要想控制步進馬達的轉矩和轉速，就必須控制繞組內的電流。傳統馬達轉速轉速受限傳統的電流式控制方法是檢測流經繞組的電流，並將回饋訊號送到控制晶片，然後由控制晶片決定是增加還是降低繞組電流，以取得所需的電流強度。這種控制方法使馬達在寬轉速和寬電源電壓範圍內保持理想轉矩，適用於全步進和半步進馬達驅動，且實現容易。然須留意的是，由於閉環控制電路將電流施加到繞組，反電動勢 (BEMF) 會降低繞組電壓，延長電流達到理想值的時間；因此，反電動勢會限制馬達轉速。

雖然系統無需知道反電動勢值，但是，不重視且不修正這個數值將會導致系統性能降低。因為電源電壓變化導致峰值電流有時波動幅度很大，所以，直到現在，工程師還是儘量避免使用電壓式控制方法。此外，為避免反電動勢隨著馬達轉速增加而升高，智慧電壓式控制系統開始構思如何「補償」的問題，使馬達運轉更順暢、微步解析度更高，符合市場對於高精準度定位和低機械雜訊要求的期待。從事機電工作的你，想必也很關心諸如此類的議題……現在就來看看具體的實現方法及工作原理吧！

延伸閱讀：
《步進馬達數位解決方案》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2016/0405/31564.html

#意法半導體ST #L6470 #L6480

圖檔取材：pixabay.com