Amb el ràpid desenvolupament de la ciència i la tecnologia, tot tipus de productes robotitzats també han entrat a la nostra vida diària. Per exemple, els robots escombrats condueixen escombres petites per netejar el terra mitjançant motors de corrent continu, els robots intel·ligents d'educació infantil acompanyen els nens a créixer i els robots de braços robòtics industrials poden substituir el muntatge manual de productes.
Independentment de quin tipus de robot sigui, ha de ser impulsat per una font d'alimentació, i aquesta font d'alimentació és un motor de corrent continu. En el disseny de robots, el motor de corrent continu és una estructura de conducció molt important, que equival a l'articulació mòbil dels éssers humans. El motor de corrent continu proporciona un parell de conducció per al robot convertint l'energia elèctrica en energia mecànica, de manera que el motor de corrent continu s'instal·la a la posició on el robot s'ha de moure (com ara la unitat conjunta, rodes, etc.).
En el camp de la robòtica, s'utilitzen motors de corrent continu perquè es poden alimentar amb potència de corrent continu procedent de bateries. Hi ha motors DC raspallats i motors DC sense escombretes als motors DC. Es seleccionen diferents motors de corrent continu segons les necessitats, com ara l'engranatge de direcció del robot, la majoria dels motors de corrent continu raspallats s'utilitzen. El motor de corrent continu raspallat té una estructura senzilla i es commuta a través del commutador. Tanmateix, el motor de corrent continu raspallat té un desavantatge que el raspall i el commutador produiran fricció quan el motor estigui en marxa, cosa que afectarà l'ús. Per descomptat, si la vida útil del motor de CC raspallat en alguns robots pot complir els requisits, el motor de CC raspallat encara es seleccionarà.
El motor DC sense escombretes resol el problema del motor DC raspall. No té commutador i utilitza commutació electrònica, de manera que no hi ha desgast i la vida útil és molt més llarga que la del motor de CC raspallat, però el motor de CC sense escombretes L'estructura del motor és més complicada i el preu és més car. A menys que no es puguin satisfer els paràmetres del motor de CC raspall, es seleccionarà el motor de CC sense escombretes.
La velocitat de rotació i la rotació cap endavant i cap enrere del motor de corrent continu també són molt importants per al robot. La seva velocitat de marxa i la seva velocitat de treball estan estretament relacionades amb la velocitat de rotació, per la qual cosa ha de ser controlada pel controlador del motor de corrent continu.
Quan el rotor del motor de corrent continu gira, el bobinatge de l'estator generarà força electromotriu posterior i la forma d'ona de la força electromotriu posterior generada per l'estructura del motor també és diferent, és a dir, ona quadrada i ona sinusoïdal. La regulació de la velocitat del motor de corrent continu pot canviar la tensió de sortida mitjançant PWM que modula l'amplada del pols de l'ona quadrada i la velocitat canviarà amb el canvi de tensió.
L'ús de la unitat de corrent d'ona sinusoïdal pot reduir eficaçment la ondulació del parell, però el desavantatge és que el procés de control és complicat i el cost és elevat. Tot i que l'ona sinusoïdal que condueix el motor de corrent continu també és un circuit de pont complet, el seu mètode de regulació de velocitat és diferent del de la unitat d'ona quadrada, i el mètode de control vectorial (FOC) s'utilitza al robot.
Control FOC del motor de corrent continu: el motor de corrent continu pot girar perquè la interacció del camp magnètic i el corrent genera parell. La magnitud del parell està relacionada amb el camp magnètic i el corrent, però el camp magnètic generat per l'estator és fix, de manera que el parell es pot controlar controlant el corrent. És a dir, es pot controlar la velocitat del motor de corrent continu, però el corrent del motor de corrent continu sense escombretes no només generarà parell, sinó també el material de flux magnètic a l'estator i generarà un camp magnètic, que és el que sovint anomenem. el corrent d'excitació. L'acoblament d'aquests dos augmenta sens dubte la dificultat de control.
Si voleu controlar la velocitat, heu de separar aquests dos corrents i controlar-los per separat. FOC utilitza la rotació de coordenades per canviar el corrent de l'estator descompost. Després de la descomposició, podeu controlar aquestes dues quantitats per separat. El parell és gran, la força és gran i el motor de corrent continu La velocitat va augmentar. L'avantatge de FOC és que la ondulació del parell és petita, de manera que la rotació és molt suau, però el seu algorisme és complex i el cost és elevat.
Controlant la velocitat del motor de corrent continu, es pot controlar la velocitat de marxa del robot, de manera que el robot es mourà!
Finalment, resumeix els dos tipus de motors de corrent continu per a robots
El motor sense escombretes no té una estructura de commutador de raspall, no requereix manteniment regular i té una llarga vida útil. Pel que fa al principi de conducció, la conducció del motor sense escombretes es divideix en conducció d'ona quadrada i conducció d'ona sinusoïdal. El primer té un principi senzill i de baix cost, mentre que el segon té un algorisme més complicat, però pot suprimir eficaçment la ondulació del parell i fer que el motor giri més suaument.
En aplicacions pràctiques, podem triar l'esquema de motor i l'esquema d'accionament adequats segons les necessitats reals i la consideració integral de diversos factors. El motor de CC sense escombretes té un baix cost i un gran desgast mecànic, i es pot utilitzar com a estructura de xassís de rodes del robot; un dels avantatges del motor sense escombretes és que no genera espurnes durant la commutació, per la qual cosa s'utilitza àmpliament en robots especials.
