伺服放大器匹配无刷直流电动机

通过特里Auchstetter 一九九七年四月一日

伺服系统由许多元件组成(见图表)。系统集成过程的一个方面是将伺服放大器与无刷直流电动机匹配。这看起来就像选择同一个制造商的放大器和电机一样简单。不幸的是,这并不总是可能的或可取的。

有几个因素会影响无刷直流电机和伺服放大器相互作用的方式:

电机绕组类型-无刷直流电动机一般采用三相绕组,绕组呈锯齿状连接,并产生梯形转矩特性。(产生正弦扭矩格式的电机通常被称为“交流伺服电机”)如果你选择了无刷直流电动机的应用,伺服放大器应该设计为这种类型的电机,而不是交流伺服电机或刷式伺服电机。

换向传感器配置-大多数无刷直流电动机使用三个霍尔效应传感器进行换向。这些传感器读取电机的转子位置,并使放大器以适当的顺序开关三个绕组相位以产生旋转运动。确认您正在考虑的伺服放大器设计为接受霍尔传感器反馈,并且可以根据电机的传感器间距(60或120度)进行配置。

直流电源电压-一旦选择了在应用程序所需速度范围内运行的无刷直流电机,计算以最大速度为电机供电所需的电源电压和相应的负载,使用:

E = tlT+ KE

式中,E =电源电压,Tl=负载转矩,R =电机绕组电阻,KT=电机转矩常数,KE=电机电压常数,N =电机满载转速。以3/8马力无刷直流电动机(4英寸)为例。框架),电机常数KT= 75扭力。/A, R=3.4 {OMEGA}, KE= 42 V / krpm。如果我们假设Tl= 150扭力。当期望转速为2500rpm时,由上式得到电源电压E=114 V。

目前的限制——伺服放大器有两个可调电流限制:连续和峰值。连续电流限制应至少与电机的有效值电流一样高。峰值电流限制应至少与在峰值负载条件下从电机引出的电流一样高。

如果放大器的电流限制高于无刷直流电动机的额定值,放大器的调整应相应调低,以防止电机过载。

运作模式-大多数伺服放大器可以配置为三种工作模式:电流(转矩)模式,速度模式和开环模式。电流模式通常用于涉及数字运动控制器和编码器反馈的定位。速度模式通常用于需要四象限速度控制的地方,例如带有检修负载的倾斜输送机。开环模式通常只在伺服放大器的初始设置期间使用。

Motor-to-amp连接,连接由不同制造商制造的无刷直流电机和伺服放大器通常会令人困惑。其中一个原因是没有行业标准来标记这三个电机阶段。

你的伺服放大器的制造商很可能在正确连接你正在使用的无刷直流电动机方面有一些经验。电机制造商是获得适当连接图的另一个可能来源。如果没有图表,则必须进行实验。

首先,连接霍尔传感器。传感器电源连接完成后,就是的关系绕组连接和传感器连接之间的问题-而不是三个绕组连接实际上是如何形成的。

连接传感器后,有六种可能的方式用于连接三个绕组引线。其中四个将导致无刷直流电动机根本不运作。这样就只剩下两个连接了,其中一个是正确的。错误的连接会导致你的马达运转不稳定。

当所有上述因素的评估,你应该有一个正确匹配的无刷直流伺服系统。