Motor-Controller
Die Vielfalt der Controller-Typen für die Ansteuerung von Motoren ist so zahlreich wie das breite Angebot an Motortypen selbst.
Prinzipiell unterschieden werden können Motoren, deren Spulengruppen direkt von der Leistungsstufe angesteuert werden (elektronische Kommutation) oder über mechanische Einrichtungen des Motors selbstständig getaktet werden (Selbstkommutierung/mechanishe Kommutierung).
Selbstkommutierende Motoren sind z.B. bürstenbehaftete Gleichstrommotoren. Bürstenlose Mehrphasen-Motoren werden hingegen elektronisch kommutiert. Hierzu gehören u.a. Schrittmotoren, bürstenlose Gleichstrommotoren und Wechselstrommotoren.
Je nach Typ des verwendeten Motors unterscheiden sich auch die Controller-Bausteine und Leistungsstufen der Ansteuerung.
Microchip bietet eine Reihe verschiedener, programmierbarer Mikrocontroller mit spezieller Hardware-Peripherie an, die wir Ihnen hier vorstellen möchten.
Für die Ansteuerung von bürstenbehafteten Gleichstrommotoren (BDC) oder Servo-Motoren empfiehlt sich die Verwendung einer Brückenschaltung, die den Betrieb mit unterschiedlichen, einstellbaren Geschwindigkeiten in beide Drehrichtungen und/oder Bremsmanöver erlaubt.
Zur Regelung der Geschwindigkeit erfolgt über die Stromstärke, die Wahl der Drehrichtung über die Stromrichtung. Zur Ansteuerung solcher Leistungsstufen reichen deshalb i.d.R. ein bis zwei Pulsweitenmodulierte (PWM) Ansteuerkanäle aus.
Zur Rückkopplung des Ausgangsstroms für Closed Loop-Regelungen werden bis zu zwei Analog/Digital-Eingänge benötigt.
Die Ansteuerung von elektronisch kommutierten Motoren, wie z.B. bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC), Schrittmotoren oder Wechselstrommotoren, erfordert erweiterte Ressourcen auf Seiten des Steuerungs-ICs und eine komplexere Leistungsstufe.
Jede Phase des Motors wird hierbei, je nach Rotorposition und Last, individuell angesteuert. Frei programmierbare ICs eröffnen hier die Möglichkeit die Steuerung optimal auf die Applikation anzupassen und die Effizienz der gesamten Schaltung stark zu optimieren.
Durch die Wahl der richtigen Kommutierung kann nicht nur die Effizienz des Gesamtsystems erhöht, sondern auch Geräuschentwicklung und Belastungen der mechanischen Baugruppen (z.B. Getriebe) deutlich reduziert werden.
