Dengan perkembangan pesat sains dan teknologi, semua jenis produk robot juga telah memasuki kehidupan seharian kita. Contohnya, robot penyapu memandu penyapu kecil untuk membersihkan tanah melalui motor DC, robot pendidikan awal kanak-kanak pintar menemani kanak-kanak membesar, dan robot lengan robot industri boleh menggantikan pemasangan manual produk.
Tidak kira apa jenis robot itu, ia mesti didorong oleh sumber kuasa, dan sumber kuasa ini adalah motor DC. Dalam reka bentuk robot, motor DC adalah struktur pemanduan yang sangat penting, yang setara dengan sendi bergerak manusia. Motor DC menyediakan tork pemanduan untuk robot dengan menukar tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal, jadi motor DC dipasang pada kedudukan di mana robot perlu bergerak (seperti pemacu bersama, roda, dll.).
Dalam bidang robotik, motor DC digunakan kerana ia boleh dikuasakan oleh kuasa DC daripada bateri. Terdapat motor DC berus dan motor DC tanpa berus dalam motor DC. Motor DC yang berbeza dipilih mengikut keperluan, seperti gear stereng robot, Kebanyakan motor DC yang disikat digunakan. Motor DC yang disikat mempunyai struktur yang ringkas dan ditukar melalui komutator. Walau bagaimanapun, motor DC berus mempunyai kelemahan iaitu berus dan komutator akan menghasilkan geseran apabila motor berjalan, yang akan menjejaskan penggunaan. Sudah tentu, jika hayat perkhidmatan motor DC yang disikat dalam sesetengah robot boleh memenuhi keperluan, motor DC yang disikat masih akan dipilih.
Motor DC tanpa berus menyelesaikan masalah motor DC berus. Ia tidak mempunyai komutator dan menggunakan pertukaran elektronik, jadi tidak ada haus dan lusuh, dan hayat perkhidmatan lebih lama daripada motor DC yang disikat, tetapi motor DC tanpa berus Struktur motor lebih rumit dan harganya lebih mahal. mahal. Melainkan parameter motor DC berus tidak dapat dipenuhi, motor DC tanpa berus akan dipilih.
Kelajuan putaran dan putaran ke hadapan dan belakang motor DC juga sangat penting untuk robot. Kelajuan berjalan dan kelajuan kerjanya berkait rapat dengan kelajuan putaran, jadi ia perlu dikawal oleh pemandu motor DC.
Apabila pemutar motor DC berputar, belitan stator akan menghasilkan daya gerak elektrik belakang, dan bentuk gelombang daya gerak elektrik belakang yang dihasilkan oleh struktur motor juga berbeza, iaitu gelombang persegi dan gelombang sinus. Peraturan kelajuan motor DC boleh menukar voltan keluaran oleh PWM memodulasi lebar nadi gelombang persegi, dan kelajuan akan berubah dengan perubahan voltan.
Penggunaan pemacu arus gelombang sinus dengan berkesan boleh mengurangkan riak tork, tetapi kelemahannya ialah proses kawalan adalah rumit dan kosnya tinggi. Walaupun gelombang sinus memacu motor DC juga merupakan litar jambatan penuh, kaedah peraturan kelajuannya berbeza daripada pemacu gelombang persegi, dan kaedah kawalan vektor ( singkatan FOC) digunakan dalam robot.
Kawalan FOC motor DC: Motor DC boleh berputar kerana interaksi medan magnet dan arus menjana tork. Magnitud tork berkaitan dengan medan magnet dan arus, tetapi medan magnet yang dihasilkan oleh stator adalah tetap, jadi tork boleh dikawal dengan mengawal arus. Maksudnya, kelajuan motor DC boleh dikawal, tetapi arus motor DC tanpa berus bukan sahaja akan menghasilkan tork, tetapi juga bahan fluks magnet dalam stator dan menghasilkan medan magnet, yang sering kita panggil. arus pengujaan. Gandingan kedua-dua ini sudah pasti meningkatkan kesukaran kawalan.
Jika anda ingin mengawal kelajuan, anda perlu memisahkan kedua-dua arus ini dan mengawalnya secara berasingan. FOC menggunakan putaran koordinat untuk menukar arus stator terurai. Selepas penguraian, anda boleh mengawal kedua-dua kuantiti ini secara berasingan. Tork adalah besar, daya adalah besar, dan motor DC Kelajuan meningkat. Kelebihan FOC ialah riak tork kecil, jadi putarannya sangat lancar, tetapi algoritmanya kompleks dan kosnya tinggi.
Dengan mengawal kelajuan motor DC, kelajuan berjalan robot boleh dikawal, supaya robot akan bergerak!
Akhir sekali, ringkaskan dua jenis motor DC untuk robot
Motor tanpa berus tidak mempunyai struktur komutator berus, tidak memerlukan penyelenggaraan tetap, dan mempunyai jangka hayat yang panjang. Dari segi prinsip pemanduan, pemanduan motor tanpa berus dibahagikan kepada pemanduan gelombang persegi dan pemanduan gelombang sinus. Yang pertama mempunyai prinsip mudah dan kos yang rendah, manakala yang kedua mempunyai algoritma yang lebih rumit, tetapi ia dapat menekan riak tork dengan berkesan dan menjadikan motor berputar dengan lebih lancar.
Dalam aplikasi praktikal, kita boleh memilih skema motor dan skema pemacu yang sesuai mengikut keperluan sebenar dan pertimbangan komprehensif pelbagai faktor. Motor DC tanpa berus mempunyai kos rendah dan haus mekanikal yang besar, dan boleh digunakan sebagai struktur casis beroda robot; salah satu kelebihan motor tanpa berus ialah ia tidak menghasilkan percikan api semasa pertukaran, jadi ia digunakan secara meluas dalam robot khas.
