在工業運動控制中,電機通常使用的有兩種,步進電機與伺服電機。而其中步進電機,常用的有2相4線步進與2相6線步進(只接其中4根線可以實現高轉速,小轉矩或低轉速,大轉矩)以及5相步進電機;伺服電機,分為交流伺服電機和直流伺服電機。
步進電機的工作原理,例如兩相四線步進電機,兩對繞組,供電即轉子被電磁自鎖,傳送脈衝訊號控制轉速和位置。傳送脈衝的頻率控制電機轉速;傳送脈衝的個數控制電機的轉動距離。這種控制也可以稱為開環位置控制。
伺服電機的工作原理,交流伺服電機,一般分為同步伺服電機和非同步伺服電機,通常控制用的是同步伺服電機。同步伺服電機,有兩相繞組構成外定子,一相繞組為勵磁繞組,一相繞組為控制繞組。此兩相繞組的電,通常使用三相的線電流和相電流從而產生90度的偏差值,以此來產生乙個旋轉磁場來帶動永磁體的轉子。因此,交流伺服電機的電源通常是三相電或單相電,少數直接使用直流電(內部使用逆變器轉交流提供的uvw)。直流伺服電機,一般分為有刷直流伺服電機和無刷直流伺服電機。有刷伺服直流電機,其構造與控制原理與普通直流電機差不多。無刷直流伺服電機,由三相繞組構成,內部採用星型或三角型連線方式,外部uvw接三相直流電,同時需要位移感測器進行相序檢測以及控制。其控制原理與步進電機近似,但其不帶有供電即電磁自鎖功能。
控制電機的訊號源大致分為三種,脈衝,模擬量,pwm波占空比調製。控制電機運轉大致分為三種模式,位置模式,速度模式以及轉矩模式。
控制電機的訊號源與電機控制模式以及驅動器內部電路結構,三者有著密切的相關性。
一般的伺服電機至少有兩大部分構成,pid調速三環(位置環、速度環、電流環)結構,以及外部訊號輸出輸入介面。其中,脈衝訊號,將訊號傳輸給了位置環,進過pid調節,位置環將調節速度,轉矩以及位置,也就是位置模式。模擬量以及pwm波調製,將訊號傳輸給速度環,進過pid調節,速度環將調節速度和轉矩,也就是速度模式。模擬量以及pwm波調製,將訊號傳輸給電流環,即轉矩模式。
弄清楚訊號源,內部電路結構以及控制模式三者的關係,也就基本弄清了電機的控制原理。
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