电机控制基本原理
许多应用都会用到功率低于300 W的小型电机 ,例如汽车、打印机、复印机、纸张处理机、工厂自动化、太空和军事载具、测试CSJ系列粗碎机设备和机械人 。整体而言 ,电机的产量输送链板约和其功率大小成反比 ,这表示小型电机的产量远超过大型电机 。应用最广泛的小型电机包括直流电机、无刷直流电机和步进电机 。
步进电机、直流电机和无刷直流电机的主要区别在于它们的驱动方式 。步进电机是以步阶方式分段移动 ,直流电机和无刷直流电机通常则采用连续移动的模拟控制方式 。由于步进电机采用步阶移动 ,所以特别适合绝对寻址应用 ,目前市场上常见的步进电机已能提供每一步1.8°或0.9°的精确移动能力 。步进电机采用直接控制方式 ,它的主要命令和控网带输送机制变量都是步阶位置 (step position);相形之下 ,直流电机则是以电机电压做为控制变量 ,以位置或速度做为命令变量 。直流电机需要反馈控制系统 ,它会以间接方式控制电机位置 ,步进电机系统多半则是以「开环」方式进行操作 。
给料机步进电机
步进电机可以根据电机结构、驱动架构和步进方式来分类 。步进电机的结构有好几种 ,包括可变磁阻 (variable reluctance)、永磁和混合式永磁 (hybrid permanent magnet) ,永磁步进电机的成本很低 ,多半用于价格低廉的消费性产品 。混合式步进电机的价格略高 ,是工业移动控制应用最常见的电机 。可变磁阻电机通常有3或5个相位 ,需要采用不筛分给料机同的驱动电路架构 。
单极性 (unipolar) 和双极性 (bipolar) 是步进电机最常采用的两种驱动架构 。单极性驱动电路使用四颗晶体管来驱动步进电机的两组相位 ,电机结构则如图1所示包含两组带齿辊式破碎机有中间抽头的线圈 ,整个电机共有六条线与外界连接 。这类电机有时又称为四相电机 ,但这种称呼容易令人混淆又不正确 ,因为它其实只有两个相位 ,精确的说法应是双相位六线式步进电机 。六线式步进电机虽又称为单极性步进电机 ,实际上却能同时使用单极性或双极性驱动电路 。
图1:单极性步进电机驱碎石机设备动电路
图2:提升机械双极性步进电机驱动电路
直流电机是最常见和成本最低的小型电机 ,并且广泛用于各种应用 。无刷直流电机宣称能提供更高可靠性以及更低噪声和成本 ,然而到目前为止 ,它却只能在磁盘或计算机风扇等少数量产应用中取代传统直流电机 。在某些应用里 ,无刷直流电机有多项优点胜过传统电刷电机 ,例如它以电子组件和传感器取代电刷 ,不但延长电机寿命和减少维护vwin德赢网官方下载筛分机成本 ,而且也没有电刷产生的噪音 。直流电机的特性使它成为调速系统最容易使用的电机 。
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