资讯 > 正文

运动控制新手攻略5——直驱直线电机的工作原理

发布时间:2021-09-07 www.cechina.cn

  直驱直线伺服电机也叫永磁直线伺服电机,可基于供电电流和电压生成推力和速度,并沿着被驱动轴进行直线运动。直线伺服电机是闭环系统的组成部分,根据伺服控制器利用反馈装置发出的命令提供推力和速度,以实现闭环。
  简而言之,直线伺服电机的性能与旋转伺服电机相同,只是直线伺服电机是以平直的方式转动。系统内的各种反馈装置可向伺服控制器提供电机线圈的电流、速度或位置等信息,而伺服控制器则可根据命令参数调整电机动作。直线伺服电机是一种直接驱动解决方案,其中负载直接连接到电机的移动部分。

  直驱直线电机有多种配置(铁芯、U形通道、管件),但最终的工作原理都相同,直驱直线电机是伺服机构的重要组成部分。
  直驱直线电机应用存在许多类型,从简单的X-Y段到复杂的龙门架系统,例如,由复杂的运动控制器驱动的多轴激光切割机。

  优化运动控制
  在实际应用中,可以对多个嵌入式电机环路进行调优,以提供精确的运动控制。系统由电流环路、速度环路和位置环路组成,这些环路均采用了精密的反馈元件。每个环路向后续环路发送信号,并监测适当的反馈元件,从而进行实时更正,以匹配命令参数。

  电流环路
  电流环路为基本环路。电流与直线伺服电机的推力成正比,从而提供加速度或推力。电流传感器用于提供流经电机的电流反馈信息。传感器向控制电子装置回送一个信号,当伺服电机的电流达到命令电流值时,环路将得到满足,直至电流降至低于命令电流。然后,环路将增加电流直至达到命令电流值,并以亚秒级的更新速率继续循环。
  速度环路
  速度环路以同样的方式运行,且电压与速度成正比。当速度降至低于命令速度时,速度环路向电流环路发送增加电流的命令(从而增加电压)。
  位置环路
  位置环路接受PLC或运动控制器的命令,然后PLC或运动控制器提供一个反馈至速度环路的速度命令,而速度环路又发出所需电流的命令,使电机以加速、保持原速或减速的方式移动到命令位置。
  这三个环路以经过优化的同步方式运行,以平稳精确地控制直驱直线电机,最终实现高精度的运动控制。
  直驱直线电机明星产品
  作为运动控制领域的百年企业,科尔摩根推出了多款性能卓越以及功能丰富的直驱直线电机产品。其中代表性产品如下:
  DDL直驱直线电机
  DDL直驱直线电机是一种采用扁平设计并与从动负载直接耦合的电机。由于消除了对机械传动组件的使用,因此具有卓越的性能、刚性、动态速度与加速度、定位准确性以及运行效率。

  IC有铁芯直线电机
  IC有铁芯直线电机将线圈缠绕在硅钢板上,通过单面磁路最大限度提高生成力。电机采用特殊的电磁设计,可提供最大额定推力,确保热损耗低,并且齿槽力小。是传动大重量物品的理想之选。

标签:直驱直线,伺服电机,PLC,运动控制,电机,电流环路

相关文章