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电机电机,也称电动机(俗称马达),是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置,是传动以及控制系统中的重要组成部分,在包装,fibox食品和饮料,制造业,医疗和机器人等众多行业的许多运动控制功能中发挥着关键作用。根据国际能源署(InternationalEnergyAgency)的数据,电机占全球总电力消耗的45%,因此电机驱动电子设备的可靠性和能效会对世界各地的舒适、souriau便利和环境及各种应用产生影响。
如需确保电机驱动系统高效、安全地运行,精确的电机控制绝对是至关重要的。herga在电机控制电路系统中,我们通过测量电流来识别电机扭矩信息。根据电机基础知识,电流与这些参数直接成比例。因此电流得以感应、监测,并反馈给电机控制回路。
电流感应放大器(CSA)常用于监测进入和输出控制回路的电流信号,精确度非常高。CSA的常见电流测量配置有三种:高侧、低侧和直列式电流感应。
在低侧电流感应中,感应电阻器与接地通路串联。然后CSA测量通过电阻器的电压。然而这种方法会干扰系统的接地电位,并且无法检测电机故障。另一方面,感应电阻器与高侧电流感应电源电压串联。这种方法的缺点是存在非常高的共模信号,并且无法检测电机的相电流。最后,直列式相电流感应是将单个CSA直接连接至电机绕组,然后测量流入电机的感应式相电流。实施这种配置的难点在于共模PWM电压,此电压的振幅相对较大,带宽也较宽。这样的输入信号变化会导致输出信号不稳定。承载实用信息的差分信号需要通过PWM抑制电路获得。当选择用于电机控制系统的CSA类型时,快速的建立时间也是一个重要的考虑因素。
MAX40056 (196-8967) 是MaximIntegrated推出的一款高准确度双向电流感应放大器。它具有-0.1V-+65V的宽输入范围,适用于电机控制应用。MAX40056的故障检测和过电流检测功能可适应-5V-+70V的共模输入电压。此CSA还采用内置PWM抑制模块,可抑制转换速率高达且远超±500V/µs的PWM信号
下图显示MAX40056的三相伺服电机电流感应配置。在微控制器的驱动下,PWM信号由三对电源MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)生成,然后推动伺服电机旋转。各线路的电流通过开尔文检测印刷电路板电阻器和CSA对测量。CSA的输出发送至ADC(模数转换器),未显示在图上。电流的相和量级数据经采样和数字化,然后由微控制器进行处理,同时关闭电机控制系统的反馈回路。
电机是工业和自动化市场上价格最高、耗电量最大的元件之一。尽管如此,电机驱动系统的效率可通过实施精确的控制措施得到显著提升。电流感应放大器是控制回路的重要组成部分。MaximIntegrated推出的MAX40056具有高共模输入范围、PWM抑制功能和较短的建立时间,因此非常适合电机控制应用。
电机行业作为应用最广泛的电气设备,是中国制造业的重要组成部分,目前我国普通电机的技术已经成熟,随着企业技术水平的提高以及不断吸收国外先进的技术。相信,未来电机行业也将向着高效性、高可靠性、轻量化小型化、智能化等更高目标发展。
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