Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, todo tipo de productos robóticos también han entrado en nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, los robots de barrido impulsan pequeñas escobas para limpiar el suelo a través de motores de CC, los robots inteligentes de educación de la primera infancia acompañan a los niños a crecer y los robots de brazo robótico industrial pueden reemplazar el ensamblaje manual de productos.
No importa qué tipo de robot sea, debe ser impulsado por una fuente de energía, y esta fuente de energía es un motor de CC. En el diseño de robots, el motor de CC es una estructura de conducción muy importante, que es equivalente a la articulación móvil de los seres humanos. El motor de CC proporciona par motor para el robot al convertir la energía eléctrica en energía mecánica, por lo que el motor de CC se instala en la posición donde el robot necesita moverse (como accionamiento conjunto, ruedas, etc.).
En el campo de la robótica, los motores de CC se utilizan porque pueden ser alimentados por la energía de CC de las baterías. Hay motores de CC cepillados y motores de CC sin escobillas en los motores de CC. Se seleccionan diferentes motores de CC según las necesidades, como el engranaje de dirección del robot, la mayoría de los motores de CC cepillados se utilizan. El motor de CC cepillado tiene una estructura simple y se conmuta a través del conmutador. Sin embargo, el motor de CC cepillado tiene la desventaja de que el cepillo y el conmutador producirán fricción cuando el motor esté en marcha, lo que afectará el uso. Por supuesto, si la vida útil del motor de CC cepillado en algunos robots puede cumplir con los requisitos, el motor de CC cepillado aún se seleccionará.
El motor de CC sin escobillas resuelve el problema del motor de CC cepillado. No tiene conmutador y utiliza conmutación electrónica, por lo que no hay desgaste, y la vida útil es mucho más larga que la del motor de CC cepillado, pero el motor de CC sin escobillas La estructura del motor es más complicada y el precio es más caro. A menos que no se puedan cumplir los parámetros del motor de CC cepillado, se seleccionará el motor de CC sin escobillas.
La velocidad de rotación y la rotación hacia adelante y hacia atrás del motor de CC también son muy importantes para el robot. Su velocidad de marcha y velocidad de trabajo están estrechamente relacionadas con la velocidad de rotación, por lo que debe ser controlada por el conductor del motor de CC.
Cuando el rotor del motor de CC gira, el devanado del estator generará fuerza electromotriz posterior, y la forma de onda de fuerza electromotriz posterior generada por la estructura del motor también es diferente, es decir, onda cuadrada y onda sinusoidal. La regulación de la velocidad del motor de CC puede cambiar el voltaje de salida modulando PWM el ancho de pulso de la onda cuadrada, y la velocidad cambiará con el cambio de voltaje.
El uso de la unidad de corriente de onda sinusoidal puede reducir efectivamente la ondulación de par, pero la desventaja es que el proceso de control es complicado y el costo es alto. Aunque la onda sinusoidal que impulsa el motor de CC también es un circuito de puente completo, su método de regulación de velocidad es diferente del de la unidad de onda cuadrada, y el método de control vectorial (FOC para abreviar) se utiliza en el robot.
Control FOC del motor DC: El motor DC puede girar porque la interacción del campo magnético y la corriente genera torque. La magnitud del par está relacionada con el campo magnético y la corriente, pero el campo magnético generado por el estator es fijo, por lo que el par se puede controlar controlando la corriente. Es decir, se puede controlar la velocidad del motor de CC, pero la corriente del motor de CC sin escobillas no solo generará par, sino también el material de flujo magnético en el estator y generará un campo magnético, que es lo que a menudo llamamos la corriente de excitación. El acoplamiento de estos dos sin duda aumenta la dificultad de control.
Si desea controlar la velocidad, debe separar estas dos corrientes y controlarlas por separado. FOC utiliza la rotación de coordenadas para cambiar la corriente del estator descompuesto. Después de la descomposición, puede controlar estas dos cantidades por separado. El par es grande, la fuerza es grande y el motor de CC La velocidad subió. La ventaja de FOC es que la ondulación de par es pequeña, por lo que la rotación es muy suave, pero su algoritmo es complejo y el costo es alto.
Al controlar la velocidad del motor de CC, se puede controlar la velocidad de marcha del robot, ¡para que el robot se mueva!
Finalmente, resuma los dos tipos de motores de CC para robots.
El motor sin escobillas no tiene estructura de conmutador de cepillo, no requiere mantenimiento regular y tiene una larga vida útil. En términos de principio de conducción, la conducción del motor sin escobillas se divide en conducción de onda cuadrada y conducción de onda sinusoidal. El primero tiene un principio simple y de bajo costo, mientras que el segundo tiene un algoritmo más complicado, pero puede suprimir efectivamente la ondulación de par y hacer que el motor gire más suavemente.
En aplicaciones prácticas, podemos elegir el esquema de motor y el esquema de accionamiento apropiados de acuerdo con las necesidades reales y la consideración integral de varios factores. El motor de CC sin escobillas tiene un bajo costo y un gran desgaste mecánico, y se puede utilizar como la estructura del chasis con ruedas del robot; una de las ventajas del motor sin escobillas es que no genera chispas durante la conmutación, por lo que es ampliamente utilizado en robots especiales.
