電機種類繁多,在AGV中主要用到的電機包括4種:直流有刷電機、直流無刷電機、直流伺服電機、步進電機。如何匹配電機,如何認(rèn)識與評價國產(chǎn)電機,本文將給你答案。
文|新戰(zhàn)略
AGV的驅(qū)動系統(tǒng)主要由驅(qū)動電源、電機和減速裝置組成。電機作為一種將電能轉(zhuǎn)換為機械能的元件,在AGV小車中扮演著重要的角色,電機的性能參數(shù)及減速裝置的規(guī)格型號的確定直接決定整車的動力性,即車輛的運動速度和驅(qū)動力直接決定整車的動力特性。
電機種類繁多,在AGV中主要用到的電機包括4種:直流有刷電機、直流無刷電機、直流伺服電機、步進電機。
直流有刷電機
直流有刷電機是內(nèi)含電刷裝置的將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能(直流電動機)或?qū)C械能轉(zhuǎn)換成直流電能(直流發(fā)電機)的旋轉(zhuǎn)電機。直流有刷電機是所有電機的基礎(chǔ),它具有啟動快、制動及時、可在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速、控制電路相對簡單等特點。
但同時,因為電刷和換向器的存在,容易產(chǎn)生火花,特定場合容易產(chǎn)生危險;同時,電刷和換向器之間一直存在物料摩擦,使用壽命不長,需要后期維護等缺點。
在AGV中,如果需要控制電路簡單,對電機使用壽命沒有過高要求的場合,可以選用直流有刷電機。
直流無刷電機
直流無刷電機由電動機主體和驅(qū)動器組成,是一種典型的機電一體化。與有刷電機最明顯的不同是,采用了電子換向,去掉了電刷。
電機主體由三個繞組A、B、C組成,采用對稱星形接法。轉(zhuǎn)子是永磁體。為了檢測轉(zhuǎn)子位置,常內(nèi)置霍爾傳感器。與有刷電機相比,直流無刷電機具有:高效率、低能耗、低噪音、超長壽命、高可靠性等優(yōu)點,但是控制相對復(fù)雜一點,需要專用的控制器。
直流伺服電機
直流伺服采用永磁同步電機,結(jié)構(gòu)與直流無刷區(qū)別不大,只是繞組的反電動勢不同,直流無刷的發(fā)電動勢接近方波,更適合六步方波控制,永磁同步電機的發(fā)電動勢為正弦波,更適合矢量控制。
伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度,從而實現(xiàn)位移,因為,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)精確的定位,可以達到0.001mm。
與直流無刷電機相同的是,需要專用的驅(qū)動器來控制,采用了更復(fù)雜的矢量控制算法。除了采用霍爾傳感器來檢測轉(zhuǎn)子位置,還會采用編碼器來檢測轉(zhuǎn)子位置,實現(xiàn)轉(zhuǎn)子任意位置的停止。直流伺服電機具有效率高、響應(yīng)快、轉(zhuǎn)動平滑、力矩穩(wěn)定、運行噪聲小等優(yōu)點,能運行在速度模式和位置模式。
AGV的行走電機常采用的直流伺服電機或直流無刷電機,在對精度要求較高的場合,常采用直流伺服電機。
根據(jù)電機本體和驅(qū)動器的形式,可以分為:分體式和一體式。分體式的,驅(qū)動器和電機本體分開,適用于大功率場合。一體式,驅(qū)動器和電機本體組裝在一起,結(jié)構(gòu)緊湊,適用于功率較小、對體積有要求的場合。