Điều khiển vòng kín của động cơ servo bằng vi điều khiển 8051

Điều khiển vòng kín của động cơ servo bằng vi điều khiển 8051

Động cơ servo được các kỹ sư hiện tại tôn trọng và nói đến, gần như không thể tưởng tượng được việc đề cập đến điều khiển chuyển động mà không nói về động cơ servo, các kỹ sư bị ám ảnh bởi điều khiển vòng kín của động cơ servo, say sưa với những ưu điểm của phản ứng cao và tốc độ cao và độ chính xác cao, thực sự "cao ba". Tuy nhiên, như đã nói, động cơ servo có những khiếm khuyết không thể tránh khỏi sau đây:
1. Không thể nghỉ ngơi: với điều khiển vòng kín, cấu trúc mô tơ servo và các đặc điểm của quyết định, mô tơ servo không thể nghỉ ngơi tuyệt đối khi dừng, trong trường hợp xáo trộn tải nhỏ hoặc thông số động cơ servo gỡ lỗi, mô tơ servo là luôn dao động giữa các xung cộng hoặc trừ 1 xung (về ổ đĩa servo vị trí bộ mã hóa có thể được quan sát, các giá trị dao động giữa cộng hoặc trừ 1). Trong trường hợp xử lý hình ảnh, đây là yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác.
2. Overshoot: khi thay đổi từ tốc độ cao sang tốc độ thấp hoặc đứng yên, không thể tránh khỏi việc vượt quá một khoảng cách nhất định và sau đó sửa lại. Khi bộ điều khiển gửi một xung đến mô tơ servo, mô tơ servo thường không chạy một xung, nhưng ba xung, và sau đó hai xung trở lại. Điều này gây tử vong cho các tình huống trong đó một xung được yêu cầu để di chuyển một xung tại một thời điểm và hoàn toàn không cho phép quá mức.
3. Gỡ lỗi rất phức tạp: trình điều khiển servo thường chứa hàng trăm thông số và hàng trăm trang hướng dẫn, điều này thực sự khiến người mới sợ hãi; Thay đổi một thương hiệu động cơ servo cũng có thể là vấn đề đau đầu thực sự đối với cựu chiến binh. Điều này cũng mang lại rất nhiều làm việc cho dịch vụ sau bán hàng và bảo trì.
4. nhu động tốc độ thấp: nhu động hoặc leo trèo xảy ra khi động cơ servo đang chạy ở tốc độ thấp.
Động cơ bước khép kín giải quyết hoàn hảo các vấn đề trên.
​​Điều khiển vòng kín của động cơ servo bằng vi điều khiển 8051
Trước hết, động cơ bước khép kín là hoàn toàn đứng yên tại phần còn lại bởi vì chính động cơ là một động cơ bước.
Thứ hai, vì động cơ bước vòng kín kết hợp các đặc tính của động cơ bước và chế độ điều khiển servo, nên nó sẽ không bị quá tải (vì các đặc tính của động cơ bước không phải là quá mức).
Thứ ba, gỡ lỗi và sử dụng rất đơn giản, chỉ cần điều chỉnh vị trí của 3 chiết áp của trình điều khiển, không chỉ các nhà sản xuất thiết bị có thể sử dụng mà cả người dùng thiết bị cũng có thể sử dụng, yêu cầu của người dùng rất thấp.
Bài viết này, là để tránh các điểm mà động cơ bước vòng kín là tốt, để chôn vùi mô tơ servo, không khách quan.
1. Không thể đứng yên, động cơ bước tương đối tốt hơn do khóa cấu trúc mạng bên trong và tương đối nhiệt. Động cơ bên trong bởi dòng điện và bộ mã hóa để khóa vị trí, có đặc tính nhảy qua lại, sử dụng thực tế có thể thích hợp để điều chỉnh độ cứng của động cơ để cải thiện mô-men khóa và hiệu suất của nó.
2. Vượt quá. Động cơ bước vòng kín là một hệ thống tồn tại để giải quyết bước quá tải và thiếu bước. Trong sử dụng thực tế của tôi, nếu tốc độ dừng ngắn, quá mức sẽ thường xảy ra. Tuy nhiên, tôi không quan tâm nhiều đến vấn đề này vì môi trường không nghiêm ngặt, vì vòng khép kín cuối cùng sẽ trở lại vị trí của chính nó. Nếu giải quyết được quá mức, tôi nghĩ rằng nó vẫn cần các lập trình viên để điều chỉnh tốc độ tăng và giảm đường cong và thời gian.
3. Gỡ lỗi rất phức tạp và bạn cần học nó mỗi ngày. Việc sửa lỗi này vẫn dựa trên kỹ sư đã thiết kế các tham số trình điều khiển.
4. nhu động tốc độ thấp, điều chỉnh cơ cấu đĩa truyền động servo theo tình huống cụ thể để giảm nhu động.
Chi phí, cũng nhận ra chức năng của giá động cơ servo thực sự hơn so với động cơ bước vòng kín, có những lợi thế về tỷ lệ shangbu của động cơ, nhưng thực tế là: một xu một hàng hóa, rất nhiều động cơ bước vòng kín, động cơ, mặc dù sẵn sàng, nhưng ổ đĩa và chức năng tương ứng khiêm tốn hơn, việc theo đuổi các chi tiết vẫn cần sử dụng hệ thống servo.

Động cơ không đồng bộ Ac là động cơ chạy điện áp xoay chiều hàng đầu, được sử dụng rộng rãi trong quạt điện, tủ lạnh, máy giặt, điều hòa, máy sấy tóc, máy hút bụi, máy hút mùi, máy rửa chén, máy may điện, bộ xử lý thực phẩm và các thiết bị gia dụng khác và các dụng cụ điện khác , thiết bị cơ điện nhỏ.

Động cơ cảm ứng ac được chia thành động cơ cảm ứng và động cơ cổ góp ac.Động cơ cảm ứng được chia thành động cơ không đồng bộ một pha, động cơ sử dụng kép ac và dc và động cơ đẩy.

Tốc độ của động cơ (tốc độ rôto) nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay.Về cơ bản nó giống như một động cơ cảm ứng.S = (ns - n) / ns.S bị trượt,

Ns là tốc độ từ trường, n là tốc độ rôto.

Cấu trúc của động cơ không đồng bộ ba pha tương tự như động cơ không đồng bộ một pha. Khe lõi stator của nó được nhúng với cuộn dây ba pha (với chuỗi một lớp, đồng tâm một lớp và chéo một lớp). Khi cuộn dây stato được kết nối với nguồn điện xoay chiều ba pha, từ trường quay được tạo ra bởi dòng điện cuộn dây tạo ra dòng điện cảm ứng trong dây dẫn của rôto. Dưới sự tương tác của dòng điện cảm ứng và từ trường quay không khí, rôto tạo ra tủ quay điện từ (cụ thể là tủ quay không đồng bộ), làm cho động cơ quay.

Điều khiển vòng kín của động cơ servo bằng vi điều khiển 8051

Nguyên tắc cơ bản:

1. Khi động cơ không đồng bộ ba pha được kết nối với nguồn điện xoay chiều ba pha, cuộn dây stato ba pha chạy qua dòng điện đối xứng ba pha để tạo ra lực từ trường ba pha (lực từ trường quay của stator) và tạo ra từ trường quay.

2. Từ trường quay có chuyển động cắt tương đối với dây dẫn rôto. Theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dây dẫn rôto tạo ra lực điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng.

3. Theo định luật của lực điện từ, dây dẫn rôto mang dòng điện bị ảnh hưởng bởi lực điện từ trong từ trường, tạo thành một mô men điện từ, làm cho rôto quay. Khi trục động cơ được tải một cách cơ học, nó sẽ tạo ra năng lượng cơ học ra bên ngoài.

Động cơ cảm ứng là động cơ xoay chiều, tốc độ tải của nó và tỷ lệ tần số mạng được kết nối không phải là mối quan hệ không đổi.Nó cũng thay đổi theo kích thước của tải.Mô-men xoắn tải càng lớn, tốc độ cánh quạt càng thấp.Động cơ cảm ứng bao gồm động cơ cảm ứng, động cơ cảm ứng cho ăn đôi và động cơ cổ góp ac.Động cơ cảm ứng được sử dụng rộng rãi nhất, không gây hiểu lầm hoặc nhầm lẫn trong trường hợp, thường được gọi là động cơ cảm ứng cảm ứng.

Cuộn dây stato của động cơ cảm ứng thông thường được kết nối với lưới điện xoay chiều và cuộn dây rôto không cần kết nối với các nguồn điện khác.Do đó, nó có lợi thế về cấu trúc đơn giản, sản xuất, sử dụng và bảo trì thuận tiện, hoạt động đáng tin cậy, chất lượng thấp hơn và chi phí thấp hơn.Động cơ không đồng bộ có hiệu suất vận hành cao hơn và đặc tính làm việc tốt hơn, từ không tải đến phạm vi đầy tải gần hoạt động tốc độ không đổi, có thể đáp ứng hầu hết các yêu cầu truyền máy móc sản xuất công nghiệp và nông nghiệp.Động cơ cảm ứng cũng dễ dàng đi vào các loại bảo vệ khác nhau, để thích ứng với nhu cầu của các điều kiện môi trường khác nhau.Khi động cơ không đồng bộ đang chạy, công suất kích thích phản ứng phải được hấp thụ từ lưới điện, do đó hệ số công suất của lưới điện trở nên xấu.Do đó, máy nghiền bi truyền động, máy nén và các thiết bị cơ khí công suất cao, tốc độ thấp khác, thường sử dụng động cơ đồng bộ.Bởi vì tốc độ của động cơ cảm ứng và tốc độ từ trường quay của nó có mối quan hệ trượt nhất định, hiệu suất điều chỉnh tốc độ của nó rất kém (ngoại trừ động cơ cổ góp ac).Sẽ kinh tế và thuận tiện hơn khi sử dụng động cơ dc cho máy móc vận chuyển, máy cán, máy công cụ lớn, máy in và nhuộm và máy làm giấy đòi hỏi phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng và trơn tru.Tuy nhiên, với sự phát triển của các thiết bị điện tử công suất cao và hệ thống điều chỉnh tốc độ ac, hiệu suất điều chỉnh tốc độ và tính kinh tế của động cơ cảm ứng điều chỉnh tốc độ rộng có thể so sánh với động cơ dc.

Điều khiển vòng kín của động cơ servo bằng vi điều khiển 8051

Stator bao gồm một khung và một lõi sắt với cuộn dây.Lõi được chồng lên bởi rãnh đục lỗ của tấm thép silicon và rãnh được nhúng với hai bộ cuộn dây chính (còn gọi là cuộn dây chạy) và cuộn dây phụ (còn gọi là cuộn dây khởi động) cách nhau 90 ° Góc điện.Cuộn dây chính được kết nối với nguồn điện xoay chiều và cuộn dây phụ được kết nối với công tắc ly tâm S hoặc tụ điện khởi động và tụ điện hoạt động nối tiếp, sau đó được kết nối với nguồn điện.

Rôto là một rôto nhôm đúc lồng, được sử dụng để đúc lõi sắt vào khe của lõi sắt sau khi cán và đúc vòng cuối với nhau để làm ngắn mạch thanh dẫn rôto vào loại lồng sóc.

Động cơ không đồng bộ một pha được chia thành điện trở một pha bắt đầu động cơ không đồng bộ, tụ điện một pha bắt đầu động cơ không đồng bộ, tụ điện một pha chạy động cơ không đồng bộ và động cơ không đồng bộ một pha.

Cánh quạt bằng nhôm đúc loại máng thường được sử dụng.Theo cấu hình stator khác nhau, nó có thể được chia thành động cơ mui xe loại cực mặn và động cơ mui xe cực ẩn.

Lõi stator của động cơ mui xe cực nổi là một khung từ trường hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn với các cực từ nhô ra. Trên mỗi cực có một hoặc nhiều vòng đồng ngắn mạch phụ, cụ thể là cuộn dây mui xe.Các cuộn dây tập trung trên cực từ mặn là cuộn dây chính.

Lõi stator động cơ cực không có vỏ bọc giống như lõi chung của động cơ một pha, cuộn dây stato thông qua cuộn dây phân tán, phân phối chính trong cuộn dây stato, cuộn dây cực bóng không vòng ngắn mạch đồng, nhưng với phần thô hơn, vết thương dây tráng men như cuộn dây phân tán (nối tiếp sau ngắn mạch) được nhúng vào khe stato (khoảng hai phần ba tổng số khe), một nhóm hỗ trợ.Các cuộn dây chính và cuộn dây mui xe được đặt cách nhau ở một góc nhất định với nhau.

Khi các cuộn dây chính của động cơ cực che được cung cấp năng lượng, các cuộn dây cực của vỏ bọc cũng sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng, do đó, cực từ của stato được bao phủ bởi các cuộn dây cực sẽ xoay một phần của từ thông và phần không được che chắn theo hướng của cuộn dây cực.

Stator của động cơ loạt một pha bao gồm lõi cực nổi và cuộn dây kích thích, và rôto bao gồm lõi cực ẩn, cuộn dây phần ứng, cổ góp và trục quay.Một mạch nối tiếp được hình thành giữa cuộn dây kích thích và cuộn dây phần ứng qua bàn chải và cổ góp.

Động cơ một pha thuộc về động cơ hai cấp ac và dc, có thể hoạt động với nguồn điện xoay chiều và nguồn điện một chiều.

Động cơ đồng bộ và động cơ cảm ứng là động cơ ac phổ biến.Các đặc điểm như sau: trong hoạt động ở trạng thái ổn định, có một mối quan hệ không đổi giữa tốc độ rôto và tần số lưới điện n = ns = 60f / p và ns trở thành tốc độ đồng bộ.Nếu tần số của mạng điện không đổi, tốc độ của động cơ đồng bộ không đổi và không phụ thuộc vào tải.Động cơ đồng bộ được chia thành máy phát đồng bộ và động cơ đồng bộ.Động cơ đồng bộ là máy phát điện chính trong nhà máy điện hiện đại.

Điều khiển vòng kín của động cơ servo bằng vi điều khiển 8051

Sự thành lập của từ trường chính: cuộn dây kích thích được kết nối với dòng kích thích dc và từ trường kích thích có cực được thiết lập, nghĩa là từ trường chính được thiết lập.

Dây dẫn mang dòng điện: cuộn dây phần ứng đối xứng ba pha ACTS làm cuộn dây nguồn và trở thành vật mang điện thế hoặc dòng điện cảm ứng.

Chuyển động cắt: động cơ chính điều khiển rôto quay (đưa năng lượng cơ học vào động cơ) và từ trường kích thích phân cực quay với trục và cắt các cuộn dây stato liên tiếp (tương đương với từ trường kích thích cắt ngược của dây dẫn ).

Sự tạo ra điện thế xen kẽ: do chuyển động cắt tương đối giữa cuộn dây phần ứng và từ trường chính, cuộn dây phần ứng sẽ được tạo ra theo kích thước và hướng của điện thế xoay chiều đối xứng ba pha thay đổi theo định kỳ.Cung cấp năng lượng Ac có thể được cung cấp thông qua dây dẫn.

Sự xen kẽ và đối xứng: sự phân cực xen kẽ của điện thế cảm ứng do từ trường quay;Do tính đối xứng của cuộn dây phần ứng, đối xứng ba pha của điện thế cảm ứng được đảm bảo.

Động cơ đồng bộ Ac là một loại động cơ truyền động tốc độ không đổi, tốc độ cánh quạt và tần số công suất duy trì mối quan hệ tỷ lệ không đổi, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử, thiết bị văn phòng hiện đại, máy móc dệt, v.v.

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu thuộc về động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu không đồng bộ, có hệ thống từ trường được cấu tạo từ một hoặc nhiều nam châm vĩnh cửu, thường là trong rôto lồng làm bằng nhôm đúc hoặc hàn dải đồng, theo số lượng cực yêu cầu được gắn với cực từ của nam châm vĩnh cửu.Cấu trúc của stato tương tự như động cơ không đồng bộ.

Khi cuộn dây stato được kết nối với nguồn điện, động cơ có nguyên lý động cơ không đồng bộ bắt đầu được điều chỉnh, tốc độ đồng bộ, được tạo ra bởi từ trường rôto nam châm vĩnh cửu và từ trường stator của mô men điện từ đồng bộ, mô men điện từ được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu từ trường rôto và mô men kháng từ của từ trường stator để tạo tổng hợp) sẽ kéo rôto đồng bộ, vào động cơ đồng bộ chạy.

Động cơ đồng bộ miễn cưỡng còn được gọi là động cơ đồng bộ phản ứng. Nó là một động cơ đồng bộ tạo ra mô-men xoắn miễn cưỡng do sự khác biệt về độ từ điện giữa bộ tứ và trục thẳng của rôto. Cấu trúc stator của nó tương tự như động cơ không đồng bộ, nhưng cấu trúc cánh quạt thì khác.

Động cơ đồng bộ miễn cưỡng

Với sự phát triển của động cơ cảm ứng lồng, để làm cho chức năng điện tạo ra mô men khởi động không đồng bộ, rôto cũng được trang bị vết thương bằng nhôm đúc lồng.Rôto được cung cấp một khe phản ứng tương ứng với số cực của stato (chỉ có phần cực mặn, không có cuộn dây kích thích và nam châm vĩnh cửu), được sử dụng để tạo ra mô men đồng bộ miễn cưỡng.Theo các cấu trúc khác nhau của các khe phản ứng trên rôto, nó có thể được chia thành rôto loại phản ứng bên trong, rôto loại phản ứng bên ngoài và rôto loại phản ứng bên ngoài.Rãnh bên trong của rôto phản ứng bên trong chặn từ thông theo hướng của trục chéo và tăng điện trở từ.Rôto phản ứng bên trong và bên ngoài kết hợp với hai loại đặc điểm cấu trúc rôto ở trên, trục trực tiếp và độ lệch trục cầu phương, do đó năng lượng của động cơ lớn hơn.Động cơ đồng bộ miễn cưỡng cũng có thể được chia thành loại chạy tụ điện một pha, loại khởi động tụ điện một pha, loại tụ điện giá trị kép một pha và các loại khác.

Động cơ đồng bộ trễ là một loại động cơ trễ sử dụng vật liệu trễ để tạo mô men trễ.Nó được chia thành động cơ đồng bộ trễ kiểu rôto bên trong, động cơ đồng bộ trễ kiểu rôto bên ngoài và động cơ đồng bộ trễ loại một pha nắp ca-pô.

Cấu trúc cánh quạt của động cơ đồng bộ trễ rôto bên trong là loại cực không mặn, với bề ngoài hình trụ trơn tru. Không có cuộn dây trên rôto, nhưng có một lớp vòng hiệu quả được làm bằng vật liệu trễ trên vòng tròn bên ngoài của lõi.

Điều khiển vòng kín của động cơ servo bằng vi điều khiển 8051

Sau khi cuộn dây stato được kết nối với nguồn điện, từ trường quay được tạo ra làm cho rôto trễ tạo ra một mô-men không đồng bộ và bắt đầu quay, sau đó tự kéo vào hoạt động đồng bộ.Khi động cơ hoạt động không đồng bộ, từ trường quay của stato sẽ từ hóa rôto liên tục ở tần số trượt.Trong hoạt động đồng bộ, vật liệu trễ trên rôto được từ hóa và xuất hiện một cực từ tính nam châm vĩnh cửu, do đó tạo ra mô men đồng bộ.Bộ khởi động mềm sử dụng ba thyristor song song song song làm bộ điều chỉnh điện áp, được kết nối với nguồn điện và stato của động cơ.Mạch như vậy giống như mạch chỉnh lưu cầu điều khiển toàn bộ ba pha.Khi khởi động động cơ với bộ khởi động mềm, điện áp đầu ra của thyristor tăng dần và động cơ tăng tốc dần dần cho đến khi thyristor được bật hoàn toàn. Động cơ hoạt động dựa trên các đặc tính cơ học của điện áp định mức để nhận ra khởi động trơn tru, giảm dòng khởi động và tránh bắt đầu chuyến đi quá dòng.Khi động cơ đạt đến vòng quay định mức, quá trình khởi động kết thúc và bộ khởi động mềm sẽ tự động thay thế thyristor đã hoàn thành bằng bypass contactor để cung cấp điện áp định mức cho hoạt động bình thường của động cơ, để giảm sự mất nhiệt của thyristor, kéo dài tuổi thọ của bộ khởi động mềm, nâng cao hiệu quả làm việc và tránh ô nhiễm hài hòa trong lưới điện.Bộ khởi động mềm cũng cung cấp chức năng dừng mềm. Ngược lại với quá trình khởi động mềm, điện áp giảm dần và cuộc cách mạng giảm dần về XNUMX để tránh sốc mô-men gây ra bởi dừng tự do.

Động cơ giảm tốc là sự tích hợp của giảm tốc và động cơ (động cơ).Sự tích hợp này cũng thường được gọi là động cơ bánh răng hoặc động cơ bánh răng.Thông thường bởi các nhà máy sản xuất giảm tốc chuyên nghiệp lắp ráp tích hợp sau khi cung cấp đầy đủ.Động cơ giảm tốc được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sắt thép, công nghiệp máy móc, v.v.Ưu điểm của việc sử dụng động cơ giảm là đơn giản hóa thiết kế và tiết kiệm không gian.

1. Động cơ giảm tốc được sản xuất theo yêu cầu kỹ thuật quốc tế với hàm lượng công nghệ cao.

2, tiết kiệm không gian, đáng tin cậy và bền, công suất quá tải cao, công suất lên tới trên 95KW.

3, tiêu thụ năng lượng thấp, hiệu suất vượt trội, hiệu suất giảm tới hơn 95%.

4, độ rung nhỏ, độ ồn thấp, tiết kiệm năng lượng cao, chọn vật liệu thép chất lượng cao, thân hộp bằng gang đúc, bề mặt bánh răng sau khi xử lý nhiệt tần số cao.

5, sau khi xử lý chính xác, để đảm bảo độ chính xác định vị, tất cả những thứ này tạo thành cụm truyền động bánh răng giảm tốc với nhiều loại động cơ, hình thành tích hợp cơ và điện, đảm bảo hoàn toàn việc sử dụng các đặc tính chất lượng sản phẩm.

6. Sản phẩm áp dụng ý tưởng thiết kế tuần tự hóa và mô đun hóa và có phạm vi thích ứng rộng. Loạt sản phẩm này có số lượng kết hợp động cơ, vị trí lắp đặt và sơ đồ kết cấu rất lớn.

Phân loại động cơ giảm:

1. Động cơ giảm tốc công suất cao

2. Động cơ giảm tốc xoắn ốc đồng trục

3. Động cơ giảm tốc xoắn ốc song song

4. Động cơ giảm tốc xoắn ốc

5. Động cơ giảm tốc dòng YCJ

Động cơ giảm được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, khai thác, nâng, vận chuyển, xi măng, xây dựng, công nghiệp hóa chất, dệt, in và nhuộm, dược phẩm và cơ chế giảm thiểu thiết bị cơ khí nói chung khác.

 Nhà sản xuất động cơ giảm tốc và động cơ điện

Dịch vụ tốt nhất từ ​​chuyên gia ổ đĩa truyền tải của chúng tôi đến hộp thư đến của bạn trực tiếp.

Liên hệ

Yantai Bonway Manufacturer Công ty Trách Nhiệm Hữu Hạn

ANo.160 Đường Trường Giang, Yên Đài, Sơn Đông, Trung Quốc(264006)

T + 86 535 6330966

W + 86 185 63806647

© 2024 Sogears. Tất cả các quyền.