교류 영구자석 동기 모터 서보 시스템 소개
AC 영구 자석 동기 모터 서보 시스템은 DSP 제어 보드, 회전 변압기, 주 전원 회로, 조절 및 보호 회로로 구성됩니다. 모터 본체는 전기자 권선과 영구 자석으로 구성됩니다. 코어 로터는 영구 자석을 사용하고 DSP는 자기장 지향 제어 알고리즘, 통신, 전류 샘플링 계산을 구현하고 리졸버의 출력은 4채널 DA 변환 칩을 통해 DSP로 전송됩니다. DSP의 SPI 또는 다중 채널 버퍼 처리, DSP는 펄스 폭 변조를 출력하고 전류 조정기에서 출력되는 전압 신호를 연결하고 CLARK를 연결하여 역변환하고 3상 스위칭 신호 PWM1-PWM3로 변환하여 인버터를 구동합니다. 인버터는 모터의 전기자 권선을 제어하기 위해 출력됩니다. 회전하는 원형 자기장을 생성합니다. 주 전원 회로는 제어 가능한 정류 DC 미터, 인버터, 전류 감지 회로, 과전압 방전 회로로 구성됩니다. 보호 회로 및 구동 회로는 자기장 지향 제어 알고리즘을 채택합니다.
소개:
AC 동기 서보 드라이브 시스템에는 일반적으로 사용되는 AC 영구 자석 동기 서보 모터의 두 가지 주요 범주가 있습니다.
한 가지 유형은 브러시리스 DC 모터라고 하며, 구형파 전류가 고정자 권선(BLDCM)으로 전달되어야 합니다.
다른 유형은 3상 영구 모터라고 합니다. 입력이 필요한 자석 동기 모터 고정자 권선에 대한 전원 공급은 여전히 3상 정현파입니다. (PM·SM)
브러시리스 DC 모터(BLDCM)는 브러시 DC 모터의 고정자 극을 영구 자석이 장착된 회전자로 교체하여 원래 DC 모터의 전기자를 고정자로 바꾸는 것입니다. 브러시형 DC 모터는 기계식 정류자를 사용하여 DC 전류를 대략 사다리꼴파 AC 전류로 변환하여 전기자 권선에 공급하는 반면, 브러시리스 DC 모터(BLDCM)는 구형파 전류(실제로는 사다리꼴파이기도 함)를 직접 입력합니다. 고정자에. 브러시형 DC 모터의 고정자와 회전자를 반전시키고 영구 자석 회전자를 사용하면 기계식 정류자와 브러시를 생략할 수 있으므로 브러시리스 DC 모터라는 이름이 붙었습니다. BLDCM 고정자의 각 상에 유도되는 기전력은 사다리꼴파이며, 일정한 전자기 토크를 생성하기 위해서는 전력 인버터가 BLDCM 고정자에 3상 대칭 구형파 전류를 입력해야 하며, SPWM, PM 및 SM 고정자의 각 위상은 대략적인 사인파이며 3상 대칭 정현파 전류는 SPWM, PM 및 SM 고정자에 입력되어야 합니다.
영구자석 동기 모터의 자기장은 모터 회전자에 있는 영구자석에서 발생합니다. 영구자석의 특성은 현재 영구자석 재료에 따라 크게 결정됩니다. 주로 산화철, 알루미늄 니켈 코발트, NdFeB, SmCO5, Sm2CO17 등이 사용됩니다.
로터에 영구자석을 설치하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 형성된 영구자석을 회전자 표면에 설치하는 소위 외부형이고, 다른 하나는 형성된 영구자석을 회전자 내부에 매립하는 소위 내부형이다. 영구자석의 모양은 부채꼴과 직사각형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
결정된 회전자 구조에 해당하는 각 상의 여자 기자력 분포의 차이에 따라 3상 영구자석 동기 모터는 사인파형과 구형파형 영구자석 동기식의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 모터의 경우 전자의 각 상의 여자 기자력 분포는 정현파 형태인 반면, 후자의 각 상의 여자 기자력 분포는 구형파 형태로 서브회로 구조에 따라 변화한다. 그리고 영구자석의 모양. 방사형 여기 구조의 경우 영구 자석은 균일한 공극에 직접 직면합니다. 시스템 영구 자석 재료를 사용하면 희토류 영구 자석의 방향이 좋기 때문에 더 나은 구형파 형태의 공극 자기장이 가능합니다. 쉽게 얻을 수 있습니다. 불균일한 에어 갭이나 불균일한 자화 방향 길이를 갖는 영구 자석을 사용하는 방사형 여기 구조의 경우 에어 갭 자기장 파형은 정현파 분포를 얻을 수 있습니다.
요약하면 두 가지 유형의 영구자석 AC 동기 서보 모터의 차이점을 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
제어 원리는 유사하며 주어진 명령 신호가 입력에 추가됩니다. AC 서보 시스템의 끝과 모터 샤프트의 상부 위치 피드백 신호는 주어진 위치와 비교되고, 필요한 위치에 도달할 때까지 비교 결과에 따라 서보의 이동이 제어됩니다. PM, SM 및 BLDCM 서보 시스템의 기본 아이디어는 동일합니다.
두 개의 영구 자석 브러시리스 모터를 비교하면 구형파 브러시리스 DC 모터는 제어가 간단하고 비용이 저렴하며 감지 장치가 간단하고 시스템 구현이 비교적 쉬운 장점이 있습니다.
그러나 구형파 브러시리스 DC 모터는 원칙적으로 전기자 내 전류 이동의 불연속성과 전기자 자기 전위로 인해 전자기 맥동이 발생하는 고유한 결함이 있지만, 이 맥동은 고속 작동 시 소음을 발생시키지만 중저속에서는 안정적입니다. 토크 구동의 주요 장애물. 토크 리플은 모터 속도 제어 특성을 악화시켜 고정밀 및 고성능 요구 사항이 요구되는 서보 드라이브 상황(특히 저속 직접 드라이브 상황)에서 구형파 브러시리스 DC 모터 서보 시스템의 적용을 제한합니다. 따라서 일반적인 성능의 전기 서보 드라이브 제어 시스템의 경우 구형파 브러시리스 DC 모터와 해당 제어 방법이 선택됩니다. PM 및 SM 서보 시스템은 고정자가 3상 사인파 전류를 입력해야 하므로 더 나은 안정성과 우수한 저속 서보 성능을 달성할 수 있습니다. 따라서 CNC 공작기계, 산업용 로봇 등 고성능, 고정밀 서보 드라이브 시스템에 널리 사용됩니다.