步进电机的运行降噪上的三大绝招

要说卷， 每分钟转xx圈，谁还能有它“卷”？！

要说卷，

“承包”工业能耗30%，

双碳压力下，谁能有它非卷不可的压力？！

要说卷， 工业、汽车、航天、医疗…… 生活中处处有它的身影，更担当决定性的角色， 能不卷？

作为近代人类文明发展的重要推动力，电机在如今的社会中几乎无处不在，为现代生活的大量基础应用提供了动力来源。ADI Trinamic作为嵌入式电机和运动控制机领域的技术领导者，提供方案齐全的智能电机运动控制解决方案，包括板级的集成电路（IC）或微芯片、集成在系统层级的系统级模块（SoM）以及运动控制器、驱动器、步进电机和BLDC电机及其各种组合，在追求电机运动控制与性能功耗的道路上堪称不折不扣的“卷王之王”。 例如，想要步进电机平稳运行，设计一套好的运动控制轨迹曲线，相当于完美的运动控制完成了一半。电机的运动轨迹曲线包括梯形曲线和S型曲线，相较于梯形曲线，S型曲线更加平稳，克服了前者加速度突变的不利因素，能够更有效地减小冲击。ADI Trinamic将传统软件算法通过硬件来实现，从而节省CPU的负担，让原本结构复杂的S型曲线变得易于实现，减轻了生产研发的工作量。

上图演示了相较普通的电机运动控制（图b.），利用ADI Trinamic“S”形斜坡加速曲线在两点之间快速移动一个装满啤酒的玻璃杯（图a.），而不会溢出一滴啤酒，同样的原理也适用于医学研究或其他液体处理应用中使用的移液机器人。

ADI Trinamic拥有的Stealthchop和Coolstep两大技术专利，通过不断调整机械臂的加速和减速率，避免了速度曲线中突出点来减少系统的抖动，“S”形斜坡使其能够达到更高的速度，并且仍然能精确地到达其下一个位置，对其有效载荷的干扰最小，让步进电机运行更加平稳，更加节能高效，这些算法还可以帮助工业物料运输车快速、高效地移动重型载荷。在没有反馈装置的情况下，步进电机仍可以实现速度控制和定位控制，具有刚性好、性价比高等优点，在生产线传输、雕刻、纺织、安防、医疗等领域应用广泛。

此外，在高速场合，BLDC（无刷直流电机）和PMSM（永磁同步电动机）等伺服电机更具优势。FOC（磁场定向控制）是目前伺服控制当中效率最高的控制方式。ADI Trinamic基于硬件的空间磁场矢量控制能够精确地控制磁场大小与方向，使得电机转矩平稳、噪声小、响应迅速，提高了电机效率和精度。 而在步进电机的运行降噪上，ADI Trinamic也有作为“卷王”的三大绝招：

通过微步驱动，提高了电机的精度、扭矩和效率，同时减少了失步、振动和噪音；

先进的电流控制PWM斩波模式比如SpreadCycle，在慢速和快速衰减器之间自动配置一个磁滞衰减功能，平均电流反应了配置的正常电流，在正弦的过零点不会出现过渡期，这就减少电流和力矩的波动，是电流波形更加接近正弦波，相比传统恒定斩波模式，SpreadCycle PWM斩波模式控制下的电机运行得要平稳、平滑很多，从而实现静音电机控制。

稳压斩波器 StealthChop 通过根据 PWM 占空比调制电流来克服这一问题，从而产生完美的电流正弦波。除了电机轴承钢球磨擦的声音是无法避免的之外，StealthChop可以驱动电机工作在极度的静音下，实现控制电机声音在10dB以下，噪音大大低于传统电流控制方式。

未来，电机应用将随着创新动力的推动和新能源汽车、5G、数字医疗等新兴行业的兴起，不断走向更为广阔的市场空间。在这条越来越“卷”的赛道上，ADI Trinamic创建了广泛的产品和解决方案产品系列，专注于将数字信息转化为精确高效的物理运动，为智能制造和工业自动化应用带来了新的精度、灵活性和生产力水平。

审核编辑 ：李倩