มอเตอร์ควบคุมว่าประโยชน์ของเทคโนโลยีใหม่สำหรับหุ่นยนต์อย่างไร （1)

พวกเราส่วนใหญ่รู้ว่าหุ่นยนต์ในนิยายวิทยาศาสตร์ แต่ความเป็นจริงของจำนวนจริงที่เพิ่มขึ้นคือเครื่องจักรที่สามารถแนะนำและบูตระยะไกลได้ การวางแผนการดำเนินงานหุ่นยนต์เหล่านี้ล่วงหน้างานที่ดีล่วงหน้าเช่นงานสายการประกอบการช่วยเหลือการผ่าตัดการส่งมอบคลังสินค้า/การดึงและแม้แต่งานที่อันตรายเช่นของฉัน ตอนนี้หุ่นยนต์ไม่เพียง แต่จัดการกับการทำซ้ำในระดับสูงเท่านั้น แต่ยังสามารถทำตามทิศทางและความต้องการความยืดหยุ่นของฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนได้





รูปที่ 1: ตอนนี้หุ่นยนต์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในพื้นที่ขนาดเล็กเช่นเครื่อง SMT, ติดตั้งเครื่องจักรในพื้นที่ขนาดใหญ่เช่นสายการประกอบอัตโนมัติพวกเขาอยู่ในบริการสายการประกอบการจัดวางการติดตั้งและการเชื่อมและประกอบชิ้นส่วน

การใช้งานเครื่องจักรประสิทธิภาพสูงเหล่านี้เนื่องจากการส่งเสริม ฟัง & ตลอด; 、 'ดู & ตลอด;、 ' ความรู้สึก & ตลอด; การขึ้นของเซ็นเซอร์; 2 คือการตระหนักถึงความสามารถในการตัดสินใจแบบเรียลไทม์และความซับซ้อนของอัลกอริทึมและการคำนวณการกระทำ สามคือการใช้ความเร็วความแม่นยำและการขึ้นเครื่องของพลังกลไกของมอเตอร์เพื่อดำเนินการตัดสินใจเหล่านี้ แต่ละแง่มุมเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการออกแบบหุ่นยนต์เนื่องจากความคืบหน้าของเทคโนโลยีและความร่วมมือระหว่างพวกเขาได้รับการจัดตั้งขึ้นอย่างรวดเร็วในตัวเอง

ความรู้สึกดั้งเดิมการควบคุมมอเตอร์เป็นปัญหาที่ยากสำหรับวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์เพราะต้องการพิจารณาประเด็นสำคัญจำนวนมากและเราก็ค่อนข้างแตกต่างกันในอิเล็กทรอนิกส์ที่พบบ่อย โชคดีที่เนื่องจากการปรับปรุงเทคโนโลยีทำให้ง่ายต่อการเข้าใจและจัดการกับปัญหาเหล่านี้ แต่ยังทำให้ประสิทธิภาพประสิทธิภาพสูงเป็นไปได้ บริษัท TI DRV8816 Double Half Bridge ตัวอย่างเช่นไดรฟ์มอเตอร์ได้รับการรวมเข้าด้วยกันรวมถึงการป้องกันระยะสั้นสัญญาณเตือนที่อุณหภูมิสูงเช่นฟังก์ชั่นการป้องกันภายในพลังงานสูง โหมดสลีปพลังงานต่ำออกจากวงจรภายในเพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้าคงที่ต่ำมาก คอนโทรลเลอร์แบบบูรณาการสูงและสะท้อนให้เห็นถึงอิเล็กทรอนิกส์และมอเตอร์ไดรฟ์ในแง่ของความยืดหยุ่นและการรวมลำดับชั้น มอเตอร์เลือก

เริ่ม

เมื่อเลือกแบบจำลองมอเตอร์ที่เฉพาะเจาะจงมีปัจจัยหลักสามประการของนักออกแบบที่ต้องพิจารณา:

1. มอเตอร์ความเร็วสูงสุดสูงสุด (และการเร่งความเร็ว)

2. มอเตอร์สามารถให้แรงบิดสูงสุดและความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดและเส้นโค้งความเร็ว

การทำงานของมอเตอร์

3 เกือบทั้งหมดสำหรับไดรฟ์หุ่นยนต์ขนาดเล็กถึงขนาดกลางทางเลือกของมอเตอร์ไดรฟ์มักจะมีมอเตอร์ DC ที่ไม่มีแปรง, มอเตอร์ DC แบบไร้แปรง (刷) 。

มอเตอร์แปรงเทคโนโลยีที่เก่าแก่ที่สุดของมอเตอร์ DC นั้นง่ายที่สุดค่าใช้จ่ายคือตัวเลือกที่ต่ำที่สุด (รูปที่ 2) ความเร็วของมอเตอร์เป็นฟังก์ชั่นของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้และการร้องขอไดรฟ์ไม่สูง แต่การจัดการแรงบิดและตำแหน่งที่เกี่ยวข้องนั้นยาก เนื่องจากการสึกหรอของมอเตอร์เนื่องจากแปรงและสปริงเป็นสิ่งที่สกปรกต้องทำความสะอาดและเนื่องจากแปรงและประกายไฟสัมผัสของโรเตอร์อาจกลายเป็นแหล่งกำเนิดเสียงอิเล็กทรอนิกส์ (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) เช่นเงื่อนไขการขับขี่และปัญหาความน่าเชื่อถือ อันเป็นผลมาจากการมีอยู่ของปัญหาเหล่านี้ในกรณีส่วนใหญ่มอเตอร์แปรงสำหรับการออกแบบหุ่นยนต์เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจน้อยที่สุด



รูปที่ 2: แปรงในมอเตอร์แปรงตัวนำ (พร้อมแปรงทองแดงหรือมีแนวโน้มที่จะผลิตโดยบล็อกกราไฟท์) ติดต่อกับโรเตอร์บนหน้าสัมผัส ในขณะที่การหมุนของโรเตอร์มันจะเปลี่ยน

มอเตอร์ข้นขั้วกระแสไฟฟ้า (รูปที่ 3) เริ่มขึ้นในปี 1860 s ด้วยการพัฒนาสองด้าน: หนึ่งคือแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งขนาดเล็กราคาต่ำ; ประการที่สองคือขนาดเล็กของสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูง (โดยปกติจะเป็นหลอด MOS แต่บางครั้งก็เป็นทรานซิสเตอร์สองขั้ว) ที่มีความดันต่ำลงไปสลับไปยังกระแสที่คดเคี้ยว สลับไปรอบ ๆ ขดลวดคงที่ด้วยการหมุนของปฏิสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กบนแกนกลางแทนที่ด้วยมอเตอร์แปรงเครื่องกล ผ่านหลอดควบคุม MOS ที่แม่นยำ (มักจะกำหนดค่าในโครงสร้างสะพาน H) เปิดและปิดการเปิดสนามแม่เหล็กขดลวดคือ โดยการเปลี่ยนความถี่ในการเปิดท่อ MOS ความเร็วมอเตอร์ที่สามารถควบคุมได้ นอกจากนี้ผ่านเซ็นเซอร์ตัวควบคุมมอเตอร์สามารถไปยังตำแหน่งของหุ่นยนต์ได้สามารถควบคุมประสิทธิภาพของหุ่นยนต์ได้ดีขึ้น



รูปที่ 3: ในมอเตอร์ที่ไม่มีแปรงเมื่อการโต้ตอบกับแม่เหล็กถาวรบนสนามแม่เหล็กคอยล์โรเตอร์กระแสม้วนกระแสในสเตเตอร์ที่คดเคี้ยวคือสวิตช์ไฟฟ้า ไดอะแกรมว่างของโรเตอร์อยู่ในตำแหน่งกลาง