基于办公自动化设备的高能效步进电机驱动器方案

时间:2022-03-17作者:佚名

电机的应用非常广泛,遍及人们工作及生活的各个领域,如打印机、复印机、电冰箱、洗衣机、空调、照相机、保安摄像机、自动售货机、热水供应系统、园林灌溉系统及工业自动化等。本文探讨了步进电机驱动的常见挑战,并重点介绍针对办公自动化设备应用的高能效步进电机驱动器方案。

0 引言

在节能越来越受重视的当今,高能效的驱动电机显得尤为重要。从类型上看,电机包括交流电机、直流有刷电机、直流无刷电机、永磁同步电机、伺服电机和步进电机等。其中,步进电机采用脉冲工作,也称作数字电机或脉冲电机。

步进电机的旋转角与脉冲数量成正比,速度则与脉冲频率成正比,可通过控制脉冲数量来精确控制步进电机的旋转,使其非常适合于定位应用。本文将探讨步进电机驱动的常见挑战,并重点介绍针对办公自动化设备应用的高能效步进电机驱动器方案。

1 步进电机驱动应用的常见挑战

电机驱动器能用于多种不同的应用。设计工程师在设计中使用电机驱动器时面对一些共通的挑战。首先,当今的大多数设计都要求电机驱动应用及相关电机驱动IC和元件提供低能耗和高能效。例如,在如果风扇驱动器电路板位于密封壳体内部,就会产生热量,要求额外的能耗来将它冷却。因此,就需要使用内置风扇在内部环流冷风,以减少热量并管理散热。故工程师可能会要求低功率损耗,同时还要求强大、具备高能效冷却功能的电机。

图1 电机驱动器应用示例及其常见挑战

其次,从终端用户角度来讲,极需要降低电机产生的噪声,以避免造成不适的感觉。设计人员还必须能够补偿系统中的任何外部噪声或振动。再次,无论是因为居住空间有限或是用户偏好,消费者对紧凑型方案的需求高是一项普通的消费趋势。这趋势导致更小尺寸及低噪声的电机更受偏好,但这在尝试补偿其它设计要求时并不总是具有可能性。

值得注意的是,由于要求高压电源来驱动白家电及工业等应用,电机及电机驱动器的耐用性及安全性至关重要。更不用说工程师需要选择能够精确控制速度的可靠电机。

2 永磁型和混合型步进电机的工作原理

步进电机常用于精密控制应用,并采用像微步进的技术来减轻电机振动。图2显示了永磁型步进电机及混合型步进电机的工作原理图解。步进电机以数字脉冲形式工作,通常称作同步电机或脉冲电机。步进电机通过导通及关闭MOSFET来控制转动。

图2 永磁型及混合型步进电机的工作原理图

以图2左侧为例,当电流流过MOSFET开关OUT1和OUT2时,永磁转子的位置如左图所示。控制OUT1、2、3及4的电流,就可以控制转子位置。转角与脉冲数量成正比,转速与脉冲的频率成正比。您可以藉控制脉冲数量来精密地控制转子位置,使其适合于定位。

3 步进电机及驱动器产品设计

如前所述,步进电机的应用非常广泛,如在ATM自动柜员机中用于进钞控制及存折卷入等功能,又如在自动售卖机中用于货品移动,以及在老虎机中用于轮盘旋转等。本文讨论的重点是针对办公自动化应用的步进电机及驱动器,典型产品有如打印机及扫描仪。通常情况下,进纸、纸托盘及扫描等功能可能使用到步进电机,用于位置控制。

图3 步进电机及驱动器在常见办公自动化设备中的应用示例

相关阅读

古城景观夜景亮化为景区画龙点睛之笔

夜间借助 古城景观夜景亮化 ,使整个特色古城与众不同。古城景观夜景亮化的灯光通过灯光展示出该特色古城的特定文化内涵和独特景观,展现出不同的美感,使之成为独特的特色古...
2022-09-16
古城景观夜景亮化为景区画龙点睛之笔

电焊工必备的屌丝三证,缺一个都属无证上岗

无证上岗违法违规 2022年7月26日,嘉善县应急管理局执法人员到XXX有限公司开展执法检查,发现该单位生产车间焊接区域电焊工动火作业,现场抽查其中3名工作人员正在电焊作业,均无...
2023-07-18
电焊工必备的屌丝三证,缺一个都属无证上岗

进一步推进“中国绿色照明工程的推广

采取有效措施,加快高效照明电器产品的推广应用 1.绿色照明工程 的重点推广领域是机关学校建筑、商业建筑、体育建筑等各类公共建筑以及工业建筑和公用设施。 2.各地区、有...
2022-07-15

夜景照明光源及灯具的选择

夜景照明 大部分是室外照明,照明光源的选择应适合室外工作的特点,其基本要求应满足一下几点: 1) 光源的寿命。夜景照明的灯具基本上是在室外安装,一年四季气温变化较大,影...
2022-07-15

景观灯光照明设计中如何达到节能效果?

景观灯光照明设计 在当代生活中早已融进我们的日常生活,与我们密切相关。园林景观是人们娱乐活动的场地之一,在景观灯光照明设计中怎样保证环保节能实际效果,是我们应当思索...
2022-09-29
景观灯光照明设计中如何达到节能效果?

热销商品

拷边机 包缝机内六角上针匙 开刀 上针内6角螺丝刀扳手 1.5 1.6

拷边机(包缝机)专用内六角上针匙及开刀工具,适用于精确调整机针位置与维护设备。配备1.5mm与1.6mm两种规格的内六角螺丝刀扳手,专为紧固或拆卸上针螺丝设计,确保机针安...
1.65

暗装开关插座面板单开双控一开五孔二三极USB快充肤感超薄家用4开

暗装开关插座面板,简约设计,完美融入家居环境。单开双控,轻松实现远程控制,方便实用。一开五孔,满足多种电器插孔需求;二三极USB快充,快速充电,高效便捷。超薄设计,节省空...
1.2

鸿雁开关插座面板旗舰店家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1

鸿雁开关插座面板旗舰店推出的家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1,是一款设计精良、功能齐全的家居电气产品。该产品采用86型标准面板尺寸,安装方便,适用于各种暗...
4.71

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草 这款不锈钢加厚镊子维修工具夹子是设计用于各种专业场合的多功能工具。它拥有一个厚实的手柄,确...
0.8

三色变光led筒灯2.5寸3W5瓦开孔6 7.5 8公分家用客厅嵌入式天花灯

三色变光LED筒灯,2.5寸精巧设计,功率可选3W/5W,适用于开孔直径6.7–8公分的家用嵌入式安装。采用高亮LED光源,支持暖光、自然光、白光三色切换,满足不同场景氛围需求。...
7.2

网站栏目