电机驱动器和电机控制器的区别

来源：小牛机器人

在大多数电子项目或机器人应用中，电机驱动器和电机控制器起着非常重要的作用。   

电机驱动器是一种电子电路或电子设备，它为电机提供适当的电力来驱动电机。电机驱动器主要负责为电机提供足够的电能（电压和电流）以获得适当的速度和扭矩。

电机驱动器通常由SCR、IGBT、MOSFET等功率半导体器件制成。电机驱动器需要两个输入和一个输出。电机驱动器的输出连接到要运行的电机。电源、控制器的控制信号是电机驱动器的两个输入。

电机驱动器从电机控制器获取控制信号，并借助电源来控制电机。电机驱动器直接与电机和主电源相连。电机驱动器在高电压下运行，并承载电机满载电流。

电机驱动器的功能

1. 电机驱动器主要负责为电机提供足够的电能（电压和电流）以获得适当的速度和扭矩；

2. 电机驱动器可以控制电机的旋转方向。在这种情况下，电机驱动器是被当作电机控制器使用的；

3. 电机驱动器可以控制电机的速度。

电机驱动器示例

电机驱动器可以是“H”桥电路。“H”桥电路可以使用半导体器件SCR、MOSFET或IGBT制成。“H”桥电路可以使用半导体器件栅极端子中的控制信号来控制大功率电机的速度和旋转方向。

“H”桥电路也可以是电机控制器，因为它可以控制电机的速度和方向；但当它与其他电机控制器（如微控制器）一起使用时，它只能用作电机驱动器。

别看波士顿动力机器人平时上蹿下跳，还会上空翻，比精神小伙还精神。

但只要离开了它，就只能瘫坐在地。

这个东西，就是肌肉。

驱动器，是驱动机器人动力机构完成动作的控制器，也是机器人本体硬件的四大核心部件之一。如果把连杆和关节想象为机器人的骨骼，那么驱动器就起着肌肉的作用。

根据动力源的不同，驱动器分为「电机驱动器」「液压驱动器」和「气动驱动器」三大类。但在机器人界，一般是「电机驱动器」在独领风骚。

驱动器为何如此重要？

这还得从电机控制系统说起。  

机器人在运动时，通常需要控制它的扭矩、速度和位置。而这些，全都靠电机控制系统来实现。

一个电机控制系统，包含了电机、MCU、驱动电路、信号调理电路四大硬件。广义上，除电机以外的部分，都属于电机驱动器。

并且电机也要在驱动器的配合下，才能真正动起来。没有了驱动器，电机分分钟罢工，机器人也只能摆烂。

3种常用的电机驱动器

电机驱动器和电机强相关，根据电机工作过程和特性的不同，电机驱动器控制电机的实现方式也各不相同。

比如，机器人电动机多使用步进电机、直流伺服电机以及交流伺服电机三种，常用的机器人驱动器就是步进电机驱动器、直流伺服电动机驱动器以及同步式交流伺服电动机驱动器。

现在市面上的工业机器人，基本上采用伺服驱动器，伺服驱动器也因此和伺服电机合称为机器人伺服系统。   其中，直流伺服电动机驱动器调速范围宽、低速特性好、响应快、效率高、过载能力强。同步式交流伺服电动机驱动器则有着转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优势。而小型或简易型的机器人，对过载能力、调速范围，以及低速运动时的平衡性要求不高，多采用步进电动机驱动系统。   在过去，驱动器与电动机关系一一对应，一个电动机就需要一个驱动器。   随着驱动技术日渐成熟，驱动器由单轴控制向多轴控制发展，两者的关系也不再「单纯」，一个驱动器可同时控制多个电动机。   电机控制器     电机控制器是负责完整电机控制的电子电路或电子设备，例如扭矩控制、速度控制、方向控制、反馈控制。

虽然，在只使用电机驱动器而不使用任何电机控制器来控制电机时，驱动器也可以称为电机控制器。

但实际上，电机控制器可以完成很多工作，例如它可以从USB、传感器、反馈电路、键盘等，获取一个或多个输入，并处理它们。最终输出一个控制信号，通过电机驱动器控制电机。

电机控制器的功能

1. 它从不同的输入设备和外围设备获取多个输入，以获取控制电机的指令，产生控制信号来控制电机。

2. 电机控制器负责精确控制电机的扭矩、速度和方向

3. 电机控制器可以获取电机的反馈信号，查看电机的运行状态，并对这些反馈信号进行处理，以进行进一步的控制。

4. 电机控制器执行所有控制电机的软件程序。

电机控制器示例

电机控制器可以是微控制器、树莓派等。在所有自动或程序化电机控制系统中，都会使用这些设备。

电机驱动器 VS 电机控制  

1. 电机控制器和电机驱动器之间的主要区别在于，电机控制器负责控制电机的速度、扭矩和方向；而电机驱动器负责根据需要为电机提供足够的电力；

2. 电机控制器可以从不同的输入设备获取多个输入信号并进行处理；电机驱动器不能从多个来源获取输入信号，也不能处理任何信号，仅按照电机控制器给出的指令工作；

3. 电机控制器可以接收来自电机的反馈信号，并可以对其进行处理以进行进一步控制；电机驱动器则无法完成这项工作；

4. 电机驱动器可用作电机控制器，仅可以进行基本控制；电机控制器不能用作电机驱动器；

5. 电机驱动器不需要进行任何编程；而电机控制器需要编程才能运行。

电机驱动器与电机控制器的接口

将电机驱动器与电机控制器连接时，电气规格相互匹配非常重要。

电机控制器要根据你想要的控制类型、输入的多少以及你要连接的外围设备来选择。

电机驱动器要根据电机的类型、电机额定功率、电机端子等来选择。

电机控制器的输出和电机驱动器的输入必须匹配得当。他们应该有相同的通信协议。

一个完整的电机控制系统，是由电机驱动器和电机控制器来构建的，从而实现各种操作和控制。

审核编辑：汤梓红