- 質(zhì)保:一年
- 特點(diǎn):測(cè)量精準(zhǔn)
無(wú)傳感器電機(jī)主軸是一種將電機(jī)與機(jī)床主軸融為一體,且不依賴外部位置或速度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的技術(shù)。以下是關(guān)于它的介紹:
無(wú)傳感器電機(jī)主軸工作原理
反電動(dòng)勢(shì)法:在無(wú)刷直流電機(jī)中,當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),定子繞組會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。通過(guò)檢測(cè)反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)等特征,可以估算出轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)換相控制。例如,在光伏水泵系統(tǒng)中應(yīng)用的直流無(wú)刷電機(jī),就常采用反電勢(shì)法來(lái)實(shí)現(xiàn)電子換相,不過(guò)在靜止或低速狀態(tài)下反電勢(shì)值為 0 或很小,通常采用三段式起動(dòng)方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
模型參考自適應(yīng)法(MRAS):以電機(jī)本身的數(shù)學(xué)模型為參考模型,建立一個(gè)可調(diào)模型。通過(guò)比較兩個(gè)模型的輸出,利用自適應(yīng)算法調(diào)整可調(diào)模型的參數(shù),使可調(diào)模型的輸出盡可能接近參考模型的輸出,最終得到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與位置觀測(cè)值。
滑模觀測(cè)器法(SMO):利用滑模變結(jié)構(gòu)控制理論,設(shè)計(jì)一個(gè)滑模觀測(cè)器來(lái)觀測(cè)電機(jī)的狀態(tài)變量,如轉(zhuǎn)子位置和速度。即使系統(tǒng)存在不確定性和干擾,滑模觀測(cè)器也能保證觀測(cè)誤差在有限時(shí)間內(nèi)收斂到零。但這種方法存在高頻抖震問(wèn)題。
無(wú)傳感器電機(jī)主軸特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):無(wú)傳感器電機(jī)主軸省掉了傳感器及相關(guān)的安裝結(jié)構(gòu),使電機(jī)主軸的結(jié)構(gòu)更加緊湊、簡(jiǎn)單,降低了成本和安裝復(fù)雜度;沒(méi)有傳感器,也就不存在傳感器故障的問(wèn)題,提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,尤其適用于高溫、潮濕、多塵等惡劣環(huán)境;由于減少了傳感器帶來(lái)的信號(hào)傳輸延遲和干擾,系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度可能會(huì)有所提高。
缺點(diǎn):在低速運(yùn)行時(shí),反電動(dòng)勢(shì)較小,檢測(cè)精度會(huì)受到影響,導(dǎo)致控制性能下降;需要較為復(fù)雜的算法來(lái)估算轉(zhuǎn)子位置和速度,對(duì)控制器的運(yùn)算能力要求較高;受電機(jī)參數(shù)變化和外界干擾的影響較大,例如電機(jī)繞組電阻、電感等參數(shù)會(huì)隨溫度變化,從而影響估算精度。
無(wú)傳感器電機(jī)主軸應(yīng)用領(lǐng)域
數(shù)控機(jī)床:可實(shí)現(xiàn)高精度加工,減少了因傳感器故障導(dǎo)致的加工誤差,提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
機(jī)器人:有助于降低機(jī)器人關(guān)節(jié)的體積和重量,提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性和精度,同時(shí)增強(qiáng)了系統(tǒng)在復(fù)雜工況下的可靠性。
電動(dòng)車輛:使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更加緊湊和可靠,提升了車輛的空間利用率和續(xù)航能力,在一些對(duì)可靠性要求較高的特種車輛中應(yīng)用前景廣闊。
航空航天:減輕了飛行器的重量,提高了系統(tǒng)的可靠性,滿足了航空航天領(lǐng)域?qū)υO(shè)備輕量化和高可靠性的嚴(yán)格要求。