近年來，新的電機技術的正在被更多應用場景采用，并且成本比其它方案更低。幾乎每個工業(yè)機械應用都涉及創(chuàng)建和控制某種類型的運動。當設計人員考慮價格和性能要求時，氣動系統(tǒng)可能是一個很好的低成本選擇，而液壓系統(tǒng)則可以提供更大的推力。不過，最常見的動力仍是某種形式的電機。本文將重點介紹伺服電機、步進電機、直流電機的區(qū)別以及應用方案介紹。

對于工業(yè)應用來講，運動控制不僅僅是指通過旋轉(zhuǎn)電機來產(chǎn)生的運動，通常還涉及到使用某種形式的驅(qū)動來精確控制設備元件的位置、速度和加速度。標準的交流感應電機和直流電機，最適合以定速或可變速度控制簡單的開 / 關和連續(xù)運行，但它們并不適合定位和精細控制。伺服控制器、驅(qū)動器和電機為所有類型的運動控制提供了非常高的性能，但其復雜性使工程和采購成本上升。在成本方面，步進電機的成本比伺服解決方案更低，但控制精度卻比標準交流感應或直流電機更高。

而步進電機與伺服電機都為運動控制產(chǎn)品，但在產(chǎn)品性能上有所不同。步進電機是一種離散運動的裝置，接到一個命令就執(zhí)行一步。步進電機把輸入的脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰啤．敳竭M電機驅(qū)動器收到一個脈沖信號，驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。伺服電機是指在伺服系統(tǒng)中將電信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象，可控制速度、位置精度。

應用方面，步進電機需求與經(jīng)濟、科技、工業(yè)自動化水平以及步進電機自身技術發(fā)展水平有關。在傳統(tǒng)行業(yè)如辦公自動化、數(shù)碼相機、家用電器等市場已達到飽和狀態(tài)，而新興行業(yè)不斷涌現(xiàn)，如 3D 打印、太陽能發(fā)電、醫(yī)療設備、汽車應用等。目前，3D 打印在研發(fā)技術上不斷突破，在下游應用場景不斷拓寬，國內(nèi)外市場規(guī)模都有約 30%的增速。

3D 打印以數(shù)字模型為基礎，將材料逐層堆積，制造出實體物品。電機是 3D 打印機上重要的動力部件，電機的精度影響 3D 打印效果的好壞，一般 3D 打印采用步進電機。伺服電機主要適合要求運行平穩(wěn)、低噪音、響應快、使用壽命長、高輸出扭矩的應用場合。廣泛應用于ATM機、噴繪機、刻字機、寫真機、噴涂設備、醫(yī)療儀器及設備、計算機外設及海量存儲設備、精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公自動化、機器人等領域。

直流電機的應用比較廣泛，磁懸浮列車和地鐵可以由直線電機驅(qū)動，具有高速、舒適、安全、無污染等優(yōu)點。.在工業(yè)方面，直流電機在DC傳動和物料運輸方面具有獨特的優(yōu)勢，如分揀輸送線和電梯。在各種工業(yè)機床中，也可以廣泛使用直流電機代替旋轉(zhuǎn)電機，主要利用氣速快、精度高的特點，如直線電機驅(qū)動的沖床、壓鑄機、電火花成型機等。

而小功率的直流電機在生活之中的應用范圍也非常大。像可以充電用的直流的電動推剪，可以遙控的兒童直流電機的玩具。驅(qū)動爆米花用的燒鍋的直流電機等等。像除草機、吸塵器等也可以采用直流電機。

相關芯片、方案推薦:

高性能驅(qū)動HPM6750芯片

HPM6750采用雙RISC-V內(nèi)核，主頻達816MHz ，憑借先楫半導體的創(chuàng)新總線架構、高效的L1緩存和本地存儲器，創(chuàng)下了MCU 高于 9000 CoreMark和 4500以上 的DMIPS性能新記錄，創(chuàng)造了RISC-V 全球主頻和跑分新紀錄。除了高算力RISC-V CPU，HPM6700系列產(chǎn)品還創(chuàng)造性地整合了一系列高性能外設：包括支持2D圖形加速的顯示系統(tǒng)、高速USB、千兆以太網(wǎng)、CAN FD等通訊接口，高速12位和高精度16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，面向高性能電機控制和數(shù)字電源的運動控制系統(tǒng)。

此外，HPM6750系列芯片支持4套電機控制單元，每個單元包括1個PWM定時器，一個正交編碼器接口，一個霍爾傳感器接口和1個互聯(lián)管理接口，配合片上提供的數(shù)模轉(zhuǎn)換ADC模塊和ACMP等外設，可以實現(xiàn)同時控制4個電機。包含1個同步定時器，可以用于4套電機控制單元間進行同步，實現(xiàn)HMI與四軸伺服運動控制，無需總線通信反饋與交互控制，片內(nèi)完成所有數(shù)據(jù)采集、處理和顯示，對伺服控制和四電機的同步控制效率大大提高。

高速3D打印解決方案

方案簡介：基于HPM6280高性能CPU，內(nèi)置FOC算法+H橋驅(qū)動芯片，以50K電流環(huán)頻率實現(xiàn)4軸步進電機開環(huán)控制，步進電機速度>1200RPM。該方案是專業(yè)為3D打印行業(yè)訂制，也適合舞臺燈光、雕刻機、飛達、橫機等行業(yè)應用。

方案特點：該行業(yè)定制化方案相比3D打印行業(yè)傳統(tǒng)TMC控制方案，具有高速打印、低系統(tǒng)成本、高同步性的優(yōu)勢。

機械臂-伺服控制器

方案簡介：基于HPM6280高性能雙核MCU, 先進精準控制模塊和多達32路PWM的電機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)單芯片控制雙軸和四軸伺服驅(qū)動器，同時也可以驅(qū)動音圈電機。該方案非常適合工業(yè)機器臂、協(xié)同機器人、AGV、服務機器人等行業(yè)的應用。

方案特點：該產(chǎn)品充分利用HPM6200的雙核600MHz，支持FPU+DSP指令, 16bit ADC, 數(shù)字濾波器, PLA等特點，開發(fā)了高性價比的機器人伺服驅(qū)動。

致遠MR6450核心板/EPC6450-AWI工控板

方案簡介：MR6450核心板是ZLG致遠電子推出的首款RISC-V核心板，采用完全國產(chǎn)自主的RISC-V內(nèi)核的HPM6450處理器，主頻高達816MHz，內(nèi)置8MB/32MB SDRAM，8MB Flash。EPC6450-AWI工控板搭載MR6450-WB32F8AWI-L核心板，將3路CANFD、2路百兆以太網(wǎng)口、1路USB-Host接口、1路DVP數(shù)字攝像頭等資源悉數(shù)引出。

方案特點：816MHz主頻15路串口4路CAN FD2路千兆以太網(wǎng)支持AWorksLP應用領域：電機控制、新能源、汽車儀表、醫(yī)療儀器、工業(yè)PLC、邊緣計算、音頻設備、人機界面