電機(jī)為何越來越“卷”？

要說卷，

每分鐘轉(zhuǎn)xx圈，誰還能有它“卷”？！

要說卷，

“承包”工業(yè)能耗30%，

雙碳壓力下，誰能有它非卷不可的壓力？！

要說卷，

工業(yè)、汽車、航天、醫(yī)療……

生活中處處有它的身影，更擔(dān)當(dāng)決定性的角色，

能不卷？

作為近代人類文明發(fā)展的重要推動力，電機(jī)在如今的社會中幾乎無處不在，為現(xiàn)代生活的大量基礎(chǔ)應(yīng)用提供了動力來源。ADI Trinamic作為嵌入式電機(jī)和運(yùn)動控制機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，提供方案齊全的智能電機(jī)運(yùn)動控制解決方案，包括板級的集成電路（IC）或微芯片、集成在系統(tǒng)層級的系統(tǒng)級模塊（SoM）以及運(yùn)動控制器、驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)和BLDC電機(jī)及其各種組合，在追求電機(jī)運(yùn)動控制與性能功耗的道路上堪稱不折不扣的“卷王之王”。

例如，想要步進(jìn)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，設(shè)計(jì)一套好的運(yùn)動控制軌跡曲線，相當(dāng)于完美的運(yùn)動控制完成了一半。電機(jī)的運(yùn)動軌跡曲線包括梯形曲線和S型曲線，相較于梯形曲線，S型曲線更加平穩(wěn)，克服了前者加速度突變的不利因素，能夠更有效地減小沖擊。ADI Trinamic將傳統(tǒng)軟件算法通過硬件來實(shí)現(xiàn)，從而節(jié)省CPU的負(fù)擔(dān)，讓原本結(jié)構(gòu)復(fù)雜的S型曲線變得易于實(shí)現(xiàn)，減輕了生產(chǎn)研發(fā)的工作量。

上圖演示了相較普通的電機(jī)運(yùn)動控制（圖b.），利用ADI Trinamic“S”形斜坡加速曲線在兩點(diǎn)之間快速移動一個裝滿啤酒的玻璃杯（圖a.），而不會溢出一滴啤酒，同樣的原理也適用于醫(yī)學(xué)研究或其他液體處理應(yīng)用中使用的移液機(jī)器人。

ADI Trinamic擁有的Stealthchop和Coolstep兩大技術(shù)專利，通過不斷調(diào)整機(jī)械臂的加速和減速率，避免了速度曲線中突出點(diǎn)來減少系統(tǒng)的抖動，“S”形斜坡使其能夠達(dá)到更高的速度，并且仍然能精確地到達(dá)其下一個位置，對其有效載荷的干擾最小，讓步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，更加節(jié)能高效，這些算法還可以幫助工業(yè)物料運(yùn)輸車快速、高效地移動重型載荷。在沒有反饋裝置的情況下，步進(jìn)電機(jī)仍可以實(shí)現(xiàn)速度控制和定位控制，具有剛性好、性價比高等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)線傳輸、雕刻、紡織、安防、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

此外，在高速場合，BLDC（無刷直流電機(jī)）和PMSM（永磁同步電動機(jī)）等伺服電機(jī)更具優(yōu)勢。FOC（磁場定向控制）是目前伺服控制當(dāng)中效率最高的控制方式。ADI Trinamic基于硬件的空間磁場矢量控制能夠精確地控制磁場大小與方向，使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)、噪聲小、響應(yīng)迅速，提高了電機(jī)效率和精度。

而在步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行降噪上，ADI Trinamic也有作為“卷王”的三大絕招：

通過微步驅(qū)動，提高了電機(jī)的精度、扭矩和效率，同時減少了失步、振動和噪音；

先進(jìn)的電流控制PWM斬波模式比如SpreadCycle，在慢速和快速衰減器之間自動配置一個磁滯衰減功能，平均電流反應(yīng)了配置的正常電流，在正弦的過零點(diǎn)不會出現(xiàn)過渡期，這就減少電流和力矩的波動，是電流波形更加接近正弦波，相比傳統(tǒng)恒定斬波模式，SpreadCycle PWM斬波模式控制下的電機(jī)運(yùn)行得要平穩(wěn)、平滑很多，從而實(shí)現(xiàn)靜音電機(jī)控制。

穩(wěn)壓斬波器 StealthChop 通過根據(jù) PWM 占空比調(diào)制電流來克服這一問題，從而產(chǎn)生完美的電流正弦波。除了電機(jī)軸承鋼球磨擦的聲音是無法避免的之外，StealthChop可以驅(qū)動電機(jī)工作在極度的靜音下，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)聲音在10dB以下，噪音大大低于傳統(tǒng)電流控制方式。

未來，電機(jī)應(yīng)用將隨著創(chuàng)新動力的推動和新能源汽車、5G、數(shù)字醫(yī)療等新興行業(yè)的興起，不斷走向更為廣闊的市場空間。在這條越來越“卷”的賽道上，ADI Trinamic創(chuàng)建了廣泛的產(chǎn)品和解決方案產(chǎn)品系列，專注于將數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為精確高效的物理運(yùn)動，為智能制造和工業(yè)自動化應(yīng)用帶來了新的精度、靈活性和生產(chǎn)力水平。

責(zé)任編輯：彭菁