Odată cu dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei, toate tipurile de produse robot au intrat, de asemenea, în viața noastră de zi cu zi. De exemplu, roboții măturați conduc mături mici pentru a curăța solul prin motoare de curent continuu, roboții inteligenți de educație timpurie a copiilor însoțesc copiii să crească, iar roboții industriali cu brațe robotice pot înlocui asamblarea manuală a produselor.
Indiferent de tipul de robot, acesta trebuie să fie acționat de o sursă de alimentare, iar această sursă de alimentare este un motor de curent continuu. În proiectarea roboților, motorul de curent continuu este o structură de conducere foarte importantă, care este echivalentă cu articulația mobilă a ființelor umane. Motorul de curent continuu asigură cuplul de acționare pentru robot prin conversia energiei electrice în energie mecanică, astfel încât motorul de curent continuu este instalat în poziția în care robotul trebuie să se miște (cum ar fi acționarea în comun, roțile etc.).
În domeniul roboticii, motoarele de curent continuu sunt utilizate deoarece pot fi alimentate cu curent continuu de la baterii. Există motoare de curent continuu periat și motoare de curent continuu fără perii în motoarele de curent continuu. Diferite motoare de curent continuu sunt selectate în funcție de nevoi, cum ar fi transmisia de cârmă robot, Cele mai multe dintre motoarele de curent continuu periat sunt utilizate. Motorul dc periat are o structură simplă și este comutat prin comutator. Cu toate acestea, motorul dc periat are un dezavantaj că peria și comutatorul vor produce frecare atunci când motorul funcționează, ceea ce va afecta utilizarea. Desigur, dacă durata de viață a motorului de curent continuu periat la unii roboți poate îndeplini cerințele, motorul de curent continuu periat va fi selectat în continuare.
Motorul de curent continuu fără perii rezolvă problema motorului de curent continuu periat. Nu are comutator și folosește naveta electronică, deci nu există uzură, iar durata de viață este mult mai lungă decât cea a motorului dc periat, dar motorul dc fără perii Structura motorului este mai complicată și prețul este mai scump. Cu excepția cazului în care parametrii motorului de curent continuu periat nu pot fi satisfăcuți, se va selecta motorul de curent continuu fără perii.
Viteza de rotație și rotația înainte și inversă a motorului de curent continuu sunt, de asemenea, foarte importante pentru robot. Viteza de mers și viteza de lucru sunt strâns legate de viteza de rotație, deci trebuie să fie controlate de șoferul motorului de curent continuu.
Când rotorul motorului de curent continuu se rotește, înfășurarea statorului va genera înapoi forță electromotivă, iar forma de undă a forței electromotive spate generată de structura motorului este, de asemenea, diferită, adică unda pătrată și unda sinusoidală. Reglarea vitezei motorului dc poate schimba tensiunea de ieșire prin PWM modulând lățimea pulsului undei pătrate, iar viteza se va schimba odată cu schimbarea tensiunii.
Utilizarea de unitate de curent sinusoidale val poate reduce în mod eficient unda cuplului, dar dezavantajul este că procesul de control este complicat și costul este ridicat. Deși unda sinusoidală care conduce motorul de curent continuu este, de asemenea, un circuit complet de punte, metoda sa de reglare a vitezei este diferită de cea a unității de undă pătrată, iar metoda de control vectorial (FOC pe scurt) este utilizată în robot.
Controlul FOC al motorului de curent continuu: Motorul de curent continuu se poate roti deoarece interacțiunea câmpului magnetic cu curentul generează cuplu. Magnitudinea cuplului este legată de câmpul magnetic și curent, dar câmpul magnetic generat de stator este fix, astfel încât cuplul poate fi controlat prin controlul curentului. Adică, viteza motorului de curent continuu poate fi controlată, dar curentul motorului de curent continuu fără perii va genera nu numai cuplul, ci și materialul fluxului magnetic din stator și va genera un câmp magnetic, ceea ce numim adesea curentul de excitație. Cuplarea acestor două crește, fără îndoială, dificultatea de control.
Dacă doriți să controlați viteza, trebuie să separați acești doi curenți și să le controlați separat. FOC utilizează rotația coordonatelor pentru a schimba curentul statorului descompus. După descompunere, puteți controla aceste două cantități separat. Cuplul este mare, forța este mare, iar motorul de curent continuu Viteza a crescut. Avantajul FOC este că unda de cuplu este mică, astfel încât rotația este foarte lină, dar algoritmul său este complex și costul este ridicat.
Prin controlul vitezei motorului de curent continuu, viteza de mers a robotului poate fi controlată, astfel încât robotul să se miște!
În cele din urmă, rezumați cele două tipuri de motoare de curent continuu pentru roboți
Motorul fără perii nu are o structură de comutare a periei, nu necesită întreținere regulată și are o durată lungă de viață. În ceea ce privește principiul de conducere, conducerea motorului fără perii este împărțită în conducerea cu valuri pătrate și conducerea cu unde sinusoidale. Primul are un principiu simplu și costuri reduse, în timp ce acesta din urmă are un algoritm mai complicat, dar poate suprima în mod eficient unda cuplului și poate face motorul să se rotească mai ușor.
În aplicații practice, putem alege schema de motor adecvată și schema de acționare în funcție de nevoile reale și de luarea în considerare cuprinzătoare a diferiților factori. Motorul dc fără perii are costuri reduse și uzură mecanică mare și poate fi folosit ca structură de șasiu pe roți a robotului; unul dintre avantajele motorului fără perii este că nu generează scântei în timpul navetei, deci este utilizat pe scară largă în roboți speciali.
