Met de snelle ontwikkeling van wetenschap en technologie zijn ook allerlei robotproducten in ons dagelijks leven terechtgekomen. Veegrobots rijden bijvoorbeeld kleine bezems om de grond schoon te maken via DC-motoren, intelligente robots voor voorschools onderwijs begeleiden kinderen om op te groeien en industriële robotarmrobots kunnen handmatige assemblage van producten vervangen.
Het maakt niet uit wat voor soort robot het is, het moet worden aangedreven door een stroombron, en deze krachtbron is een DC-motor. Bij het ontwerp van robots is de DC-motor een zeer belangrijke aandrijfstructuur, die gelijkwaardig is aan de beweegbare verbinding van mensen. De DC-motor levert aandrijfkoppel voor de robot door elektrische energie om te zetten in mechanische energie, zodat de DC-motor wordt geïnstalleerd in de positie waar de robot moet bewegen (zoals gewrichtsaandrijving, wielen, enz.).
Op het gebied van robotica worden DC-motoren gebruikt omdat ze kunnen worden aangedreven door DC-stroom uit batterijen. Er zijn geborstelde DC-motoren en borstelloze DC-motoren in DC-motoren. Verschillende DC-motoren worden geselecteerd op basis van behoeften, zoals robotbesturingsapparatuur, de meeste geborstelde DC-motoren worden gebruikt. De geborstelde DC-motor heeft een eenvoudige structuur en wordt gecommuteerd door de commutator. De geborstelde DC-motor heeft echter als nadeel dat de borstel en de commutator wrijving veroorzaken wanneer de motor draait, wat het gebruik zal beïnvloeden. Natuurlijk, als de levensduur van de geborstelde DC-motor in sommige robots aan de vereisten kan voldoen, wordt de geborstelde DC-motor nog steeds geselecteerd.
De borstelloze DC-motor lost het probleem van de geborstelde DC-motor op. Het heeft geen commutator en maakt gebruik van elektronische commutatie, dus er is geen slijtage en de levensduur is veel langer dan die van de geborstelde DC-motor, maar de borstelloze DC-motor De structuur van de motor is ingewikkelder en de prijs is duurder. Tenzij niet aan de parameters van de geborstelde DC-motor kan worden voldaan, wordt de borstelloze DC-motor geselecteerd.
De rotatiesnelheid en voor- en achteruit draaien van de DC-motor zijn ook erg belangrijk voor de robot. De loopsnelheid en werksnelheid zijn nauw verbonden met de rotatiesnelheid, dus deze moet worden geregeld door de DC-motordriver.
Wanneer de rotor van de DC-motor roteert, zal de statorwikkeling terug elektromotorische kracht genereren, en de terug elektromotorische krachtgolfvorm gegenereerd door de structuur van de motor is ook anders, dat wil zeggen, blokgolf en sinusgolf. Dc-motorsnelheidsregeling kan de uitgangsspanning veranderen door PWM de pulsbreedte van de blokgolf te moduleren, en de snelheid zal veranderen met de spanningsverandering.
Het gebruik van sinusstroomaandrijving kan de koppelrimpel effectief verminderen, maar het nadeel is dat het controleproces ingewikkeld is en de kosten hoog zijn. Hoewel de sinusgolf die de DC-motor aandrijft ook een volledig brugcircuit is, verschilt de snelheidsregelingsmethode van die van de blokgolfaandrijving en wordt de vectorbesturingsmethode (kortweg FOC) in de robot gebruikt.
DC-motor FOC-regeling: De DC-motor kan roteren omdat de interactie van het magnetisch veld en de stroom koppel genereert. De grootte van het koppel is gerelateerd aan het magnetisch veld en de stroom, maar het magnetische veld dat door de stator wordt gegenereerd, is vast, zodat het koppel kan worden geregeld door de stroom te regelen. Dat wil zeggen, de snelheid van de DC-motor kan worden geregeld, maar de stroom van de borstelloze DC-motor zal niet alleen koppel genereren, maar ook het magnetische fluxmateriaal in de stator en een magnetisch veld genereren, wat we vaak de excitatiestroom noemen. De koppeling van deze twee verhoogt ongetwijfeld de moeilijkheidsgraad van controle.
Als u de snelheid wilt regelen, moet u deze twee stromen scheiden en ze afzonderlijk regelen. FOC gebruikt coördinatenrotatie om de stroom van de ontbonden stator te veranderen. Na de ontbinding kunt u deze twee grootheden afzonderlijk regelen. Het koppel is groot, de kracht is groot en de DC-motor De snelheid ging omhoog. Het voordeel van FOC is dat de koppelrimpel klein is, dus de rotatie is erg soepel, maar het algoritme is complex en de kosten zijn hoog.
Door de snelheid van de dc-motor te regelen, kan de loopsnelheid van de robot worden geregeld, zodat de robot zal bewegen!
Vat ten slotte de twee soorten DC-motoren voor robots samen
De borstelloze motor heeft geen borstelcommutatorstructuur, vereist geen regelmatig onderhoud en heeft een lange levensduur. In termen van aandrijfprincipe is het aandrijven van borstelloze motor verdeeld in blokgolfaandrijving en sinusaandrijving. De eerste heeft een eenvoudig principe en lage kosten, terwijl de laatste een ingewikkelder algoritme heeft, maar het kan de koppelrimpel effectief onderdrukken en de motor soepeler laten draaien.
In praktische toepassingen kunnen we het juiste motorschema en aandrijfschema kiezen op basis van de werkelijke behoeften en uitgebreide overweging van verschillende factoren. De borstelloze DC-motor heeft lage kosten en grote mechanische slijtage en kan worden gebruikt als de chassisstructuur op wielen van de robot; een van de voordelen van de borstelloze motor is dat deze geen vonken genereert tijdens het commuteren, dus het wordt veel gebruikt in speciale robots.
