摘要

為了增強邊緣智能，機電執(zhí)行器需要智能和高度集成的驅動器解決方案。這些智能邊緣設備融合了執(zhí)行器和傳感器功能，支持在機器層面更好地進行實時決策，并向更高的控制層級、云或AI生產力解決方案提供原位反饋信息。本文討論了模擬和數字技術交匯之處——智能邊緣的智能驅動器解決方案和技術。

引言

在尋求增強邊緣智能的過程中，機電執(zhí)行器等物理邊緣設備需要更多智能，才能獲得更好的機器實時決策等優(yōu)勢。這些執(zhí)行器提供智能、有價值和豐富的傳感器式反饋。此類邊緣設備是工業(yè)4.0及更高階段的關鍵。它們控制機器人，操縱工廠流程并使之自動化，將數字信息轉化為物理運動，同時提供高水平的智能和自我意識1。當執(zhí)行器操縱物體時，傳感器則用于測量和量化實際參數，并將物理值轉換回數字值。因此，執(zhí)行器和傳感器在大多數時候仍被認為是不同的設備或部件。

步進電機和電磁閥占據了這些機電執(zhí)行器的很大一部分，在每個工廠車間、各種汽車應用、實驗室自動化等場合都可以看到。在實驗室和醫(yī)療應用、工業(yè)應用以及汽車應用的推動下，全球的步進電機和電磁閥市場已達數十億美元，且在不斷增長。這些應用對執(zhí)行器和驅動器電子設備的自動化和小型化要求越來越高。傳統(tǒng)的驅動器解決方案不能適應這些新的要求，并且缺乏檢測能力。

全新的硅cDriver?解決方案由智能控制器和驅動器組成，它將傳感器和執(zhí)行器功能融合到單個集成元件中，以便用在嵌入式運動控制解決方案內部，從而實現(xiàn)邊緣智能執(zhí)行器2,3。對于只能在機電執(zhí)行器中直接獲得的系統(tǒng)參數和狀態(tài)變量，可以就地進行測量和評估（如溫度、電磁閥反應時間和電機負載值）。

傳感器功能與執(zhí)行器的這種融合改變了機電執(zhí)行器的范式。它們從簡單的功率轉換系統(tǒng)發(fā)展成自我意識傳感器，可以有效地控制執(zhí)行器，并向更高的控制層級、云或AI生產力解決方案提供原位反饋數據。機電單元成為了傳感器。

機電執(zhí)行器——概述

步進電機和電磁閥廣泛應用于汽車、工業(yè)和醫(yī)療健康領域。兩者有很多相似之處：銅線圈通電引起機械運動。

兩相步進電機通常由兩個電流源控制，這兩個電流源在步進電機的兩相中感應產生90°相移的正弦和余弦形狀的電流。流過步進電機線圈（定子）的電流決定磁場的方向。轉子像指南針一樣在定子線圈的磁場中定向。以電氣方式控制磁場的旋轉，轉子就能通過在磁場中的定向來旋轉。圖1顯示了標準混合步進電機的定子/轉子布置和一些不同類型步進電機的示例。