永磁直流有刷电机.pptx

驱动器及电源刘春山scliu@目录驱动、传动简介电、气驱动详解电源系统1、驱动、传动简介机器人系统框架1、驱动、传动简介传动技术齿轮、齿条带轮凸轮涡轮链条推荐书籍：《机械制造工程基础》——【德】约瑟夫.迪林格等1、驱动、传动简介传动技术齿轮传动：旋转运动，精度高齿条传动：直线运动，精度高皮带传动：旋转运动，精度低，冲击小凸轮传动：往复运动，顺序动作蜗轮蜗杆传动：变比大，精度高螺杆传动：往复运动，精度高链条传动：精度低，结构简单1、驱动、传动简介驱动技术液压气动电气其他 ：机械驱动、电磁驱动、智能驱动器等推荐书籍：《机器人技术及其应用》——张福学2、电/气驱动——电驱2、电/气驱动——电驱四种小型电机2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机由永磁铁、电机转子、电刷、电机外壳组成，其中转子由绕组和换向器构成。永磁铁：具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁，一经磁化即能保持恒定磁性的材料。近年来，在制造电机永磁铁的材料中，稀土永磁材料得到了广泛的应用。其中以钕铁硼（Nd2Fe14B）为代表的第三代磁铁，其本身磁力是自身重量的640倍，即能吸起自身重量640倍的铁。钕铁硼具有极高的磁能积，同时能量密度极高。转子由电刷和换向器构成。电刷常用两种材料：石墨（碳刷）、稀有金属。2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——电刷石墨电刷适用于大电流载荷、频繁启停、需要反向动作的场合，能承受更高的转子温度。稀有金属电刷导电性极好。电刷上损耗不大，但耐磨性差，导致电机寿命低。由于刷片薄，也不能承受大电流。常用于微型电机。（四驱车）电刷和换向器的耗损主要由电火花（弧光放电）造成，可以在电机的两个引出线之间接电容来减小电火花。2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——转子转子：有铁芯转子、无铁芯转子（空心杯）2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——转子转子：有铁芯转子、无铁芯转子（空心杯）2、电/气驱动——电驱直流电机等效电路启动特性2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——驱动控制转向控制继电器2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——驱动控制转向控制H桥2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——驱动控制调速控制分压、分流调速（电阻调速）基本规律：一、电压和转速成正比例关系，二、电流和转矩成正比例关系。2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——驱动控制调速控制PWM调速基本规律：PWM技术通过调节占空比实现对模拟电压大小的调节。2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——驱动控制控制芯片——L293B（芯片datasheet网站:/）2组H桥、4.5～36V、1A二极管为了防止感应电动势对芯片的损坏。2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——驱动控制控制芯片——L298N2组H桥，6～46V，2A，过热自动关断、电流反馈检测。发热较严重，需增加散热片。注：3.3V电平可能有问题，解决办法，加光耦。2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——驱动控制控制芯片——LMD18200单电机驱动芯片55V，3A，过热自动关断、电流反馈检测注意事项：新的芯片超级贵，一般淘宝都是拆机件2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——驱动控制控制芯片——2998双H桥集成芯片50V，2A，过热自动关断，电流反馈检测2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——伺服控制伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——伺服控制电流环（内环）位置环（外环）伺服控制系统框图2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——伺服控制全数字伺服系统结构基于8051的全数字伺服系统结构2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——伺服PID控制PID控制系统原理2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——伺服PID控制比例控制对偏差迅速做出反应；Kp越大，控制作用越强；但是容易产生振荡。积分控制将误差累计后输出；只要有误差存在，积分环节就会的输出就会不断变大，知道误差为0。因此，积分控制可以消除稳态误差；但是使得到达稳态的时间变长，限制系统的快速性。微分控制根据偏差变化的趋势进行控制；有助于减少超调量，克服振荡，加快跟踪速度；但是对输入信号的噪声敏感，不适合噪声较大的场合。2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——伺服PID控制PID参数的整定模型已知，则通过系统辨识获取。模型未知，则实验法。过渡过程响应法临界稳定测量法2、电/气驱动——电驱永磁直流有刷电机——伺服PID控制多轴控制轨迹插补（直线、圆弧、贝塞尔）运动规划（雅克比矩阵、解耦）控制卡：国外：MEI, PMAC, ACS, Aerotech, Galil, Trio