工业运动控制涵盖一系列应用,包括基于逆变器的风扇或泵控制、具有更为复杂的交流驱动控制的工厂自动化以及高级自动化应用(如具有高级伺服控制的机器人)。这些系统需要检测和反馈多个变量,例如电机绕组电流或电压、直流链路电流或电压、转子位置和速度。在诸如增值功能(如状态监控)等考虑因素中,终端应用需求、系统架构、目标系统成本或系统复杂度将决定变量的选择和所需的测量精度。据报道,电机占全球总能耗的40%,国际法规越来越注重整个工业运动应用的系统效率,因此,这些变量越来越重要,特别是电流和电压。
从简单的逆变器到复杂的伺服驱动器,电机控制应用涵盖一系列电机类型,但所有电机均包含特定功率级的电机控制系统,以及具有不同级别的检测和反馈,可驱动脉冲宽度调制器(PWM)模块的处理器。展示了复杂度从左至右逐步提高的各种系统,首先是简单的控制系统,如无需精密反馈仅使用简单微处理器即可实现的泵、风扇和压缩机。随着系统复杂度的提高(即移向图谱的较高端),复杂控制系统要求精确反馈和高速通信接口。例如带传感器或不带传感器的矢量控制感应电机或永磁电机,以及针对图1中所示效率而设计的高功率工业驱动器(如大型泵、风扇和压缩机)。图谱的最高端为复杂的伺服驱动器,用于机器人、机床以及贴片机器等应用。随着系统复杂度的提高,变量的检测和反馈变得越来越关键。