Wraz z szybkim rozwojem nauki i technologii, wszelkiego rodzaju produkty robotów weszły również w nasze codzienne życie. Na przykład roboty zamiatające napędzają małe miotły do czyszczenia ziemi za pomocą silników prądu stałego, inteligentne roboty do wczesnej edukacji towarzyszą dzieciom w dorastaniu, a przemysłowe roboty ręczne mogą zastąpić ręczny montaż produktów.
Bez względu na to, jaki to jest robot, musi być napędzany przez źródło zasilania, a tym źródłem zasilania jest silnik prądu stałego. W projektowaniu robotów silnik prądu stałego jest bardzo ważną konstrukcją napędową, która jest odpowiednikiem ruchomego stawu ludzi. Silnik prądu stałego zapewnia moment napędowy dla robota, przekształcając energię elektryczną w energię mechaniczną, więc silnik prądu stałego jest zainstalowany w pozycji, w której robot musi się poruszać (np. Napęd przegubu, koła itp.).
W dziedzinie robotyki stosuje się silniki prądu stałego, ponieważ mogą być zasilane energią DC z akumulatorów. Istnieją szczotkowane silniki prądu stałego i bezszczotkowe silniki prądu stałego w silnikach prądu stałego. Różne silniki prądu stałego są wybierane zgodnie z potrzebami, takimi jak przekładnia kierownicza robota, Większość szczotkowanych silników prądu stałego jest używana. Szczotkowany silnik prądu stałego ma prostą strukturę i jest komutowany przez komutator. Jednak szczotkowany silnik prądu stałego ma tę wadę, że szczotka i komutator będą wytwarzać tarcie podczas pracy silnika, co wpłynie na użytkowanie. Oczywiście, jeśli żywotność szczotkowanego silnika prądu stałego w niektórych robotach może spełnić wymagania, szczotkowany silnik prądu stałego będzie nadal wybierany.
Bezszczotkowy silnik prądu stałego rozwiązuje problem szczotkowanego silnika prądu stałego. Nie ma komutatora i wykorzystuje komutację elektroniczną, więc nie ma zużycia, a żywotność jest znacznie dłuższa niż w przypadku szczotkowanego silnika prądu stałego, ale bezszczotkowy silnik prądu stałego Struktura silnika jest bardziej skomplikowana, a cena droższa. O ile parametry szczotkowanego silnika prądu stałego nie mogą być spełnione, zostanie wybrany bezszczotkowy silnik prądu stałego.
Prędkość obrotowa oraz obrót do przodu i do tyłu silnika prądu stałego są również bardzo ważne dla robota. Jego prędkość chodzenia i prędkość robocza są ściśle związane z prędkością obrotową, więc musi być kontrolowany przez sterownik silnika prądu stałego.
Gdy wirnik silnika prądu stałego obraca się, uzwojenie stojana wygeneruje siłę elektromotoryczną z powrotem, a przebieg siły elektromotorycznej tylnej generowany przez strukturę silnika jest również inny, to znaczy fala kwadratowa i fala sinusoidalna. Regulacja prędkości silnika prądu stałego może zmienić napięcie wyjściowe za pomocą PWM modulując szerokość impulsu fali kwadratowej, a prędkość zmieni się wraz ze zmianą napięcia.
Zastosowanie napędu sinusoidalnego prądu może skutecznie zmniejszyć tętnienie momentu obrotowego, ale wadą jest to, że proces sterowania jest skomplikowany, a koszt wysoki. Chociaż fala sinusoidalna napędzająca silnik prądu stałego jest również pełnym obwodem mostkowym, jego metoda regulacji prędkości różni się od metody napędu fali kwadratowej, a metoda sterowania wektorowego (w skrócie FOC) jest stosowana w robocie.
Sterowanie foC silnika prądu stałego: Silnik prądu stałego może się obracać, ponieważ interakcja pola magnetycznego i prądu generuje moment obrotowy. Wielkość momentu obrotowego jest związana z polem magnetycznym i prądem, ale pole magnetyczne generowane przez stojan jest stałe, więc moment obrotowy można kontrolować, kontrolując prąd. Oznacza to, że prędkość silnika prądu stałego może być kontrolowana, ale prąd bezszczotkowego silnika prądu stałego nie tylko generuje moment obrotowy, ale także materiał strumienia magnetycznego w stojanie i generuje pole magnetyczne, które często nazywamy prądem wzbudzenia. Sprzężenie tych dwóch niewątpliwie zwiększa trudność sterowania.
Jeśli chcesz kontrolować prędkość, musisz oddzielić te dwa prądy i kontrolować je osobno. FOC wykorzystuje rotację współrzędnych do zmiany prądu rozłożonego stojana. Po rozkładzie można kontrolować te dwie wielkości osobno. Moment obrotowy jest duży, siła jest duża, a silnik prądu stałego Prędkość wzrosła. Zaletą FOC jest to, że tętnienie momentu obrotowego jest małe, więc obrót jest bardzo płynny, ale jego algorytm jest złożony, a koszt wysoki.
Kontrolując prędkość silnika prądu stałego, można kontrolować prędkość chodzenia robota, dzięki czemu robot będzie się poruszał!
Na koniec podsumuj dwa typy silników prądu stałego do robotów
Silnik bezszczotkowy nie ma struktury komutatora szczotki, nie wymaga regularnej konserwacji i ma długą żywotność. Pod względem zasady jazdy jazda silnikiem bezszczotkowym jest podzielona na jazdę falą kwadratową i jazdę sinusoidą. Ten pierwszy ma prostą zasadę i niski koszt, podczas gdy drugi ma bardziej skomplikowany algorytm, ale może skutecznie tłumić tętnienie momentu obrotowego i sprawić, że silnik obraca się płynniej.
W praktycznych zastosowaniach możemy dobrać odpowiedni schemat ruchu i schemat jazdy zgodnie z rzeczywistymi potrzebami i kompleksowym uwzględnieniem różnych czynników. Bezszczotkowy silnik prądu stałego ma niski koszt i duże zużycie mechaniczne i może być stosowany jako kołowa konstrukcja podwozia robota; jedną z zalet silnika bezszczotkowego jest to, że nie generuje iskier podczas komutacji, dlatego jest szeroko stosowany w specjalnych robotach.
