A tudomány és a technológia rohamos fejlődésével mindennapi életünkbe is bekerült mindenféle robottermék. Például a seprőrobotok kis seprűket hajtanak, hogy egyenáramú motorokon keresztül tisztítsák meg a talajt, intelligens kisgyermekkori oktatórobotok kísérik a gyerekeket a felnőttkorig, az ipari robotkaros robotok pedig helyettesíthetik a termékek kézi összeszerelését.
Mindegy, milyen robotról van szó, áramforrásról kell hajtani, ez az áramforrás pedig egy egyenáramú motor. A robotok tervezésében az egyenáramú motor nagyon fontos hajtószerkezet, amely egyenértékű az emberi lények mozgatható ízületével. Az egyenáramú motor hajtónyomatékot biztosít a robot számára az elektromos energiát mechanikai energiává alakítva, így az egyenáramú motort olyan pozícióba kell beszerelni, ahol a robotnak mozognia kell (például közös hajtás, kerekek stb.).
A robotika területén egyenáramú motorokat használnak, mert akkumulátorról egyenáramról táplálhatók. Az egyenáramú motorokban vannak kefés egyenáramú motorok és kefe nélküli egyenáramú motorok. A különböző egyenáramú motorokat az igényeknek megfelelően választják ki, mint például a robotkormánymű, A legtöbb szálcsiszolt egyenáramú motort használják. A szálcsiszolt egyenáramú motor egyszerű felépítésű, és a kommutátoron keresztül van kommutálva. A kefés egyenáramú motornak azonban van egy hátránya, hogy a kefe és a kommutátor súrlódást okoz a motor működése közben, ami befolyásolja a használatot. Természetesen, ha egyes robotoknál a kefés egyenáramú motor élettartama megfelel a követelményeknek, akkor is a szálcsiszolt egyenáramú motor kerül kiválasztásra.
A kefe nélküli egyenáramú motor megoldja a kefés egyenáramú motor problémáját. Nincs benne kommutátor és elektronikus kommutációt használ, így nincs kopás, és az élettartam is sokkal hosszabb, mint a kefés egyenáramú motoré, de a kefe nélküli egyenáramú motor A motor felépítése bonyolultabb és az ára is drágább. drága. Hacsak a kefés egyenáramú motor paraméterei nem teljesíthetők, a kefe nélküli egyenáramú motor kerül kiválasztásra.
Az egyenáramú motor forgási sebessége, valamint előre és hátra forgása is nagyon fontos a robot számára. Járási sebessége és munkasebessége szorosan összefügg a forgási sebességgel, ezért az egyenáramú motor meghajtójának kell vezérelnie.
Amikor az egyenáramú motor forgórésze forog, az állórész tekercselése visszafelé elektromotoros erőt generál, és a motor szerkezete által generált hátsó elektromotoros erő hullámalakja is eltérő, azaz négyszöghullám és szinuszhullám. Az egyenáramú motor fordulatszámának szabályozása megváltoztathatja a kimeneti feszültséget a négyszöghullám impulzusszélességének PWM modulálásával, és a sebesség a feszültség változásával változik.
A szinuszos áramhajtás alkalmazása hatékonyan csökkentheti a nyomaték hullámzását, de hátránya, hogy a szabályozási folyamat bonyolult és a költségek magasak. Bár az egyenáramú motort hajtó szinuszhullám is egy teljes hídáramkör, sebességszabályozási módszere eltér a négyszöghajtásétól, és a vektoros vezérlési módszert (röviden FOC) használják a robotban.
DC motor FOC vezérlés: Az egyenáramú motor foroghat, mert a mágneses mező és az áram kölcsönhatása nyomatékot generál. A nyomaték nagysága összefügg a mágneses térrel és az áramerősséggel, de az állórész által keltett mágneses tér fix, így a nyomaték az áram szabályozásával szabályozható. Azaz az egyenáramú motor fordulatszáma szabályozható, de a kefe nélküli egyenáramú motor árama nemcsak nyomatékot generál, hanem az állórészben lévő mágneses fluxusanyagot is, és mágneses mezőt generál, amit gyakran hívunk. a gerjesztő áramot. E kettő összekapcsolása kétségtelenül növeli az irányítás nehézségét.
Ha szabályozni szeretné a sebességet, akkor ezt a két áramot szét kell választani, és külön kell szabályozni. A FOC koordinátaforgatást használ a lebontott állórész áramának megváltoztatására. Lebontás után ezt a két mennyiséget külön szabályozhatja. A nyomaték nagy, az erő nagy, és az egyenáramú motor A fordulatszám nőtt. A FOC előnye, hogy kicsi a forgatónyomaték hullámzása, így a forgás nagyon sima, de az algoritmusa bonyolult és a költség magas.
Az egyenáramú motor sebességének szabályozásával a robot járási sebessége szabályozható, így a robot mozogni fog!
Végül foglalja össze a robotok kétféle egyenáramú motorját
A kefe nélküli motornak nincs kefe kommutátor szerkezete, nem igényel rendszeres karbantartást és hosszú élettartamú. A vezetési elv szempontjából a kefe nélküli motor meghajtása négyzethullámú és szinuszos meghajtásra oszlik. Előbbinek egyszerű az elve és alacsony a költsége, míg az utóbbinak bonyolultabb az algoritmusa, de hatékonyan elnyomja a nyomaték hullámzását, és egyenletesebben forog a motor.
A gyakorlati alkalmazásokban az aktuális igényeknek és a különféle tényezők átfogó mérlegelésének megfelelően tudjuk kiválasztani a megfelelő motor- és hajtássémát. A kefe nélküli egyenáramú motor alacsony költséggel és nagy mechanikai kopással rendelkezik, és a robot kerekes alvázszerkezeteként használható; a kefe nélküli motor egyik előnye, hogy kommutáció közben nem képződik szikra, ezért széles körben alkalmazzák speciális robotokban.
