罗姆漫画第一弹 | 电机驱动器课堂开课！

　　罗姆"R课堂"应各位工程师的要求，开启了全新漫画系列“Sugiken老师的电机驱动器课堂”!目的是让参与电机设备开发和设计的工程师，特别是面向三相无刷电机驱动电路亦或是初学者们告别从前枯燥无趣的文字，在轻松的漫画氛围中同样可以掌握电机驱动器知识。

　　现在让我们跟着主人公一濑学，一起进入Sugiken老师的电机驱动课堂吧！

　　详细解读

　　前言

　　电机已经被广泛应用于家用电器、计算机相关设备、工业设备和汽车等众多领域。

　　全球每年的电机产量约为100亿台，而且对电机需求还在不断上升。

　　另一方面，据统计，电机的耗电量约占全球总耗电量的50%，从应对全球能源问题的角度看，不仅电机本身要更省电，而且高效的电机驱动和控制方法也非常重要。

　　因此，参与需要使用电机的设备开发和设计的工程师数量也在不断增加，其中也有不少人是第一次从事电机设备相关的工作。

　　考虑到这些情况，本课程的内容设置属于入门级，适合从事电机设备开发和设计的工程师，再具体一点讲，很适合三相无刷电机驱动电路的开发和设计工程师，也很适合初学者。

　　首先，我们先来了解以下两个主题，这会帮助我们了解什么是电机驱动器。

• 电机驱动器IC的作用

• 电机驱动器IC与电机设备之间的关系

　　电机驱动器的作用

　　用来使电机旋转(驱动电机)的集成电路(IC)通常被称为“电机驱动器IC”或“电机驱动IC”，在某些情况下还会被称为“电机驱动器”。市场上的电机驱动器IC种类非常多。

　　那么，为什么需要用电机驱动器IC来让电机转动呢?

　　下面我来简单解释一下这其中的原因。首先，电机之所以能够转动，是由于构成电机的电磁体和永磁体会产生吸引力和排斥力。为了使电机持续转动，就必须切换电机多个电磁体各自的极性，并调整磁力的大小。而电机驱动器IC正是被用来控制电磁体的，也就是说，由它对电机中的绕组(线圈)所流电流的顺序和电流的大小进行控制。

　　当然，世界上也有不使用电机驱动器IC的情况。比如，有一种电机可以通过机械开关来控制电流，从而实现电机旋转。不过，如果使用电机驱动器IC，就可以进行更复杂的控制和电流量调整了。另外，使用微控制器也可以实现与电机驱动器IC相同的功能。只要创建一个程序能够控制线圈通电开关即可。但是这也涉及到成本是否合适、程序开发的时间与精力等方面的考量。综合来看，电机驱动器IC的价格相对便宜，并且在驱动电机方面可以达到与微控制器同等甚至更好的效果，因此得以广泛应用。

　　电机驱动器IC与外围电子元器件一起被安装在电路板上。电路板可能内置在电机中不可见，也可能安装在电机的侧面，还有可能与电机分开被一并配置在配套设备的电路板上。然后，电机被安装在空调、电脑或汽车等配套设备中，用来使风扇、滚筒、磁盘和轮胎等旋转。

　　*各种应用场景示例

　　近年来，配备这种电机的设备需要更节能、更安静，因此在设计电机时必须满足这些要求。另外，电机的性能还会受到流过线圈的电流变化(电流控制程度)的影响。因此，控制这些因素的电机驱动器IC是让电机高效率、低振动(节能、静音)旋转的重要器件。

　　关键要点

　　需要用电机驱动器IC来控制流过电机绕组(线圈)的电流顺序和电流大小。

　　尽管也有不使用电机驱动器IC的驱动方法，但由于电机驱动器IC的价格相对便宜，并且在驱动电机方面可以达到与微控制器同等甚至更好的效果，因而得以广泛应用。

　　接下来，我将为您介绍电机驱动器与电机设备之间的关系。

　　电机驱动器与电机设备之间的关系

　　在接下来的讲解中，将会出现电机设备的组成和各部分相关的一些术语，比如电机驱动器IC、由电机驱动器IC和外围元器件组成的电机驱动器(电机电路)、当电机驱动器与电机机身组合并通电时便会执行预期工作的“电机”、安装了该“电机”的设备等。请大家结合图片来了解它们的含义和定位。

　　当然，仅凭电机驱动器IC一种器件是做不了什么的。只有将它与电机的绕组(线圈)连接起来，并从电源获得电力之后才能构成使电机旋转的驱动电路。这部分的目标是通过电机驱动器将电能有效转换为机械能(旋转动力)，激发出电机机身的能力。另一方面还需要认识到，很难激发出超过电机机身固有特性的性能。

　　由电机驱动器和电机机身组成的“电机”，需要具备高效率、低振动、低噪声等特性。将电机安装在配套设备上之后，这些特性会体现在设备的节能性能和静音性能上。因此，电机驱动器的电机驱动性能将会影响设备的性能(节能、静音)。另外，电机驱动器还需要同时考虑电气可靠性和运动体(电机)的机械可靠性。

　　在控制方面，有一种说法是“如果不充分了解控制对象就控制不了控制对象”。也就是说，要想设计出好的电机驱动器，需要先了解电机的结构、旋转原理、在配套设备(应用产品)中的使用方式、以及应用需求。后续我将会依次为大家介绍电机的工作原理、电机的控制方式以及电路配置等基础知识。

　　关键要点

　　了解电机驱动器IC、由电机驱动器IC和外围元器件组成的电机驱动器(电机电路)、由电机驱动器与电机机身组合而成的“电机”、安装了该“电机”的设备等相关术语的定位与关系。

　　在控制方面，有一种说法是“如果不充分了解控制对象就控制不了控制对象”。

　　也就是说，要想设计出好的电机驱动器，需要先了解电机的结构、旋转原理、在配套设备中的使用方式、以及应用需求。

　　本文作者Sugiken老师简介

　　应用在ROHM的电机LSI事业部任技术主干(专家)之职，负责为电机驱动器IC开发提供各种技术方面的建议与指导，也负责开发旨在改善电机特性的新驱动算法，并担任公司内部和外部电机相关培训课程的讲师，还会举办一些电机技术讲座等活动。