如何驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，控制伺服電機(jī)需要使用哪些組件？
在許多消費(fèi)品和工業(yè)產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)的一種電機(jī)是伺服電機(jī)。雖然這種類型的電機(jī)需要閉環(huán)反饋、集成編碼器和控制算法，但它們提供的位置和速度控制使它們?cè)谠S多應(yīng)用中具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
如何驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的問題需要查看傳感的實(shí)現(xiàn)方式和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型。除非您使用的是大功率伺服系統(tǒng)，否則無需使用分立半導(dǎo)體來構(gòu)建驅(qū)動(dòng)電路。相反，您可以使用合適的電子搜索引擎在市場上找到伺服控制器。讓我們看看驅(qū)動(dòng)和控制伺服電機(jī)所需的組件，以及市場上為您的下一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)提供的一些組件選項(xiàng)。
一、如何驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)？
在了解如何驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)之前，剛接觸伺服電機(jī)的人應(yīng)該知道伺服電機(jī)不是特定類型的電機(jī)。相反，術(shù)語“伺服”是指驅(qū)動(dòng)電機(jī)并控制其位置、速度和加速度的方式。在伺服電機(jī)中，控制是通過電機(jī)和控制器之間的反饋回路進(jìn)行的，電機(jī)的位置/速度是通過電機(jī)中的集成編碼器檢測(cè)的。一些提供此功能的傳感器是集成電位器、霍爾效應(yīng)傳感器或帶有光電門和光電二極管的LED。
作為驅(qū)動(dòng)和控制電路的一部分，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)包含兩個(gè)關(guān)鍵要素：
·可調(diào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。伺服電機(jī)中使用PWM信號(hào)來強(qiáng)制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到特定位置。通過調(diào)整占空比，可以調(diào)整旋轉(zhuǎn)速率。
·傳感和控制電路?？刂坪蛡鞲须娐反_定電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的位置和速度。通過反饋控制可以保持高精度的速度。
·反饋回路和驅(qū)動(dòng)調(diào)整。這可以通過專用驅(qū)動(dòng)控制器或MCU來完成。請(qǐng)注意，并非所有伺服電機(jī)都有編碼器。
·剎車。我們總是喜歡談?wù)擈?qū)動(dòng)電機(jī)，但你很少聽到有人談?wù)撝苿?dòng)電機(jī)。伺服系統(tǒng)需要制動(dòng)電路和邏輯來使轉(zhuǎn)子減速并在制動(dòng)后保持其位置。
在為電機(jī)供電時(shí)，通過控制線發(fā)送PWM信號(hào)來驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。根據(jù)脈沖寬度，伺服電機(jī)中的轉(zhuǎn)子可以轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，即占空比決定了軸的最終位置。伺服電機(jī)可以用直流或交流電壓供電，編碼器信號(hào)（如果存在）關(guān)閉與處理器或驅(qū)動(dòng)器的反饋回路。
二、伺服電機(jī)及其控制器/驅(qū)動(dòng)器的基本架構(gòu)如下所示。
三、使用伺服保持位置
伺服系統(tǒng)的偉大之處在于它可以配置為在驅(qū)動(dòng)步驟之間保持其位置。伺服電機(jī)提供的保持扭矩可與步進(jìn)電機(jī)相媲美。如果外力將轉(zhuǎn)子推離其靜止位置，編碼器可以檢測(cè)到這種偏差并使控制器抵抗外力驅(qū)動(dòng)，從而保持轉(zhuǎn)子位置。伺服將在其指定扭矩范圍內(nèi)保持任何力。
四、伺服驅(qū)動(dòng)器剖析
伺服驅(qū)動(dòng)控制器有多種選擇，您也可以使用通用組件構(gòu)建合適的驅(qū)動(dòng)器和控制電路。驅(qū)動(dòng)和控制舵機(jī)的一些簡單方法包括：
·雙MOSFET驅(qū)動(dòng)器。這種方法最適用于可以在邏輯電平切換的低壓伺服系統(tǒng)和MOSFET。
·DAC驅(qū)動(dòng)?？梢灾苯由沈?qū)動(dòng)波形，而不是依賴于PWM驅(qū)動(dòng)器。
·PWM控制的H橋。這種方法可以為伺服電機(jī)提供高同步電流。
