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          什么是直流電機,機器人應用直流電機的原理是什么?

          發表時間:2021-06-09 18:03【 閱讀量:-

          直流電機

            什么是直流電機?通常,在考慮直流電機時,您實際上是在談論直流永磁有刷電機。施加直流電源,調整電壓和電流電平來控制它,通常使用簡單的放大器,您就有了直流系統解決方案。添加某種類型的反饋,您將有很好的控制。機器人的種類很多,但移動機器人通常需要電池供電,因此需要直流解決方案。


            現在,讓我們仔細看看——即使您使用直流電源(例如電池),您也可以使用其他類型的電機和合適的驅動電子設備來控制它們。這開啟了機器人交流同步電機的世界——無刷伺服電機提供極致的精度和控制。是的,我說的是AC。驅動電子設備由直流電源供電,但通過直流電源的PWM(脈寬調制)和非??焖俚拈_關晶體管,您可以創建交流電機所需的電壓和電流波形-具有高分辨率反饋,您可以精確控制您希望機器人做出的任何動作。


            這方面的例子是典型的協作機器人,它們有多個關節,負載小于15公斤。這些機器人最有可能使用無框無刷伺服電機解決方案,使用48 Vdc電源甚至120 Vac電源運行,該電源轉換為較低電壓的直流總線以傳輸到驅動器。這些解決方案是否比典型的直流電機更好?


            如果我們回到永磁直流電機,它們需要電刷將電壓和電流輸送到旋轉電樞的繞組來使電機換向——這在一定程度上減輕了控制器的負擔,但也存在一些問題——直流電機內部有銅繞組,銅會發熱,您可以限制推動電機的量,因為您不能那么容易地散熱。另一方面,無框伺服電機解決方案的加熱元件朝外——允許協作機器人設計人員考慮更有效的散熱方法。驅動電子設備確實變得更加復雜——但有了當今先進的功率器件和控制芯片,驅動器為電機換向的額外任務不再是問題。


            對于更大的關節機器人,設計中增加了更傳統的框架式無刷伺服電機。這可以通過與集成齒輪解決方案直接耦合來實現。此時,它可能由240 AC甚至480 Vac供電。但即使使用大功率交流同步伺服電機,也會將三相電源轉換為直流母線,然后由某種類型的開關放大器控制,利用反饋閉合伺服回路進行精確控制。


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