Tôi có nên chuyển hệ thống servo của mình từ động cơ chải sang động cơ không chổi than?

Tôi có một robot sử dụng động cơ chải trong hệ thống servo của nó. Đây là những động cơ Maxon 3W, với hộp số hành tinh 131: 1. Các động cơ được điều khiển bởi vi điều khiển PIC, chạy bộ điều khiển PID 1kHz. Các động cơ dành cho một ứng dụng mô-men xoắn cao tốc độ thấp. Có sự phản ứng dữ dội giữa cảm biến và động cơ.

Maxon cung cấp động cơ không chổi than 12W có cùng kích thước. Đây là tốt hơn theo nhiều cách: tăng gấp đôi mô-men xoắn, tản nhiệt tốt hơn, hiệu quả cao hơn.

Vấn đề, rõ ràng, là họ yêu cầu thiết bị điện tử ổ đĩa phức tạp hơn. Ngoài ra, tôi đã nghe một vài người đề cập rằng động cơ chải tốt hơn cho các ứng dụng servo, mặc dù họ không bao giờ giải thích lý do tại sao.

• Có ai khác thực hiện loại hệ thống này?
• Có bất kỳ vấn đề nào khi sử dụng động cơ chải cho động cơ servo không?
• Có thể điều khiển nó ở tốc độ thấp nếu tôi chỉ có 3 cảm biến Hall kỹ thuật số tích hợp và không có bộ mã hóa? (Tôi không muốn thêm một bộ mã hóa vì tiền và chi phí không gian)
• Nó gợn mô-men xoắn có khả năng là một vấn đề?

Động cơ chải dễ dàng hơn cho các hệ thống servo, nhưng không tốt hơn. Nhiều hệ thống servo cao cấp không chổi than / AC.

Có thể điều khiển động cơ ở tốc độ thấp chỉ với 3 cảm biến sảnh. Bạn thực sự không muốn giao hoán hình thang, đặc biệt là ở tốc độ thấp để có thể thêm bộ mã hóa hoặc ước tính vị trí cánh quạt nếu cần thiết.

Có thể ước tính vị trí cánh quạt chỉ với các cảm biến hiện tại / hội trường nhưng nếu có nhiều nhiễu bên ngoài thì nó sẽ không hoạt động tốt.

Ripple Torque dường như không phải là một vấn đề, tất nhiên nó phụ thuộc vào ứng dụng của bạn. Các phương pháp giao hoán nâng cao hơn (vectơ hình sin hoặc thông lượng) về cơ bản loại bỏ gợn mô-men xoắn.

Bạn nói rằng ứng dụng của bạn có tốc độ thấp, nhưng bạn cũng đang sử dụng hộp số 131: 1. RPM nào động cơ thường thấy? Đây không thực sự là một ứng dụng tốc độ thấp nếu động cơ đang chạy ở mức 30% + RPM định mức. Ngay cả các cảm biến hội trường cũng có độ phân giải rất cao sau khi trải qua quá trình giảm nhiều như vậy, do đó bạn có thể không thực sự cần hiệu suất tốc độ thấp ở chính động cơ.

IMHO Cho rằng hệ thống hiện tại của bạn có phản ứng ngược đáng kể giữa cảm biến và động cơ, tôi không thể tưởng tượng được một hệ thống không chổi than làm tồi tệ hơn ngay cả với hội trường / giao hoán hình thang.

Trong công nghiệp, có một ưu tiên mạnh mẽ đối với động cơ không có chổi bảo trì thấp so với động cơ chải bảo trì tương đối cao. Mặc dù trước đây tôi có thể đắt hơn về bản thân động cơ và ổ điện tử, việc giảm thời hạn bảo trì dài thường làm giảm chi phí vốn.

Như user65 gợi ý, bạn có thể cần chuyển động hình sin để tránh gợn mô-men xoắn ở tốc độ thấp, tùy thuộc vào cách bạn thiết kế hệ thống của mình và mức độ bạn cần kiểm soát vận tốc của mình.

Bài viết Một nghiên cứu so sánh các phương pháp giao hoán cho ... có một số phương pháp giao tiếp thông tin thú vị, có thể được sử dụng.

Cuối cùng, tôi nghĩ rằng tránh sử dụng bộ mã hóa là một nền kinh tế sai lầm.

Không giống như hội trường, chúng có lợi thế khác biệt là chúng không bị ràng buộc với vòng quay của động cơ - tức là chúng không phải đi trên trục động cơ. Bạn có thể đặt chúng ở phía tải của hộp số, điều này sẽ cho phép bạn định lượng các tác động chính xác của phản ứng ngược trong hộp số của bạn.

Điều này sẽ cho phép bạn thực hiện bù ngược lại trong phần mềm, chạy các vòng servo kép (một vòng để theo dõi vị trí với bù ngược lại và một vòng khác để kiểm soát vận tốc tức thời hơn) và thường kiểm soát chính xác hơn hệ thống của bạn ở cả tốc độ cao và thấp.