当前位置:工控会员企业> 首页 >新闻中心>黄金搭档,功能更强大!Faulhaber微驱动和运动控制器的完美组合

黄金搭档,功能更强大!Faulhaber微驱动和运动控制器的完美组合

供稿:福尔哈贝传动技术(太仓)有限公司

在集成化程度不断提高的系统研发过程中,体积小、功率大的直流电机发挥了至关重要的作用。这些电机也在不断推动从医疗实验室技术到航空航天、机器人、光学和光电学,再到工业机械和设备等不同领域的技术发展。


不过,微驱动只有在和减速箱、编码器以及运动控制器等其它部件组合时,才能真正满足应用相关的驱动或定位系统的需求。为了确保稳定运行,选择合适的配套部件至关重要。所有的部件必须与电机兼容,并满足其技术要求。如果控制器选择不当,严重时可能会损坏电机。


1.png



在为驱动系统选择合适的运动控制器时,应先了解几个重要问题。比如,先要确定执行什么样的运动过程,以及对电机控制器有哪些要求?驱动装置采用持续工作还是启停模式?是否需要精确定位?驱动装置的负载类型和周期怎样?是否需要减速箱?哪种电机最适合应用需求?


如果了解了以上问题,就能更精准地选择运动控制器,因为它和电机不能随意搭配,尤其是直流微电机的设计较为独特,要求更特殊。



过热风险

FAULHABER直流微电机和小型电机的核心部件是获得专利的自承式无芯转子线圈,它采用斜绕设计和电刷换向,并围绕固定的磁体旋转。


由于气隙对称,不会形成齿槽转矩,因此能实现精密的定位和优异的调速控制。对于伺服应用来说,只要能监控电机绕组的温度,在过载模式下就能实现三倍的持续转矩。但直径只有22 mm或更小的电机没有内置温度传感器,根本没有足够的空间。因此,如果只是将微驱动与任意控制器组合,绕组可能会被烧毁。


FAULHABER运动控制器能有效避免这类问题,它们专为微型驱动和小型驱动研制,在实际工作条件下进行严格测试。它们使用了不同复杂度的建模计算,为相应的电机型号“预测”绕组温度。这意味着,它们可以充分利用电机的全部动态范围,比如快速定位过程,并在绕组温度出现过高的情况之前,及时降低电流。所需的参数也可以通过FAULHABER Motion Manager软件的“电机选型对话窗”轻松传输到驱动控制器中。


应用内部的热学数据可以通过保存在控制器内的模型进行分析,以便进一步改进控制器。电机的冷却效果如何?是否有必要在高温环境下限制功率?是否安装了减速箱和编码器?有了这些附加信息,在人工气候室中循环工作的驱动装置就能使用最大功率,因为电机控制器能通过存储的模型跟踪气候室控制器内的环境温度参数。如果负载周期已知,也同样适用。电机还可以设计得更小,尤其是在移动设备上使用时,优势更明显。


由于电气时间常数低,有利于动态过程,但驱动控制器中常见的脉宽调制(PWM)可能导致额外损失。FAULHABER无芯电机的电气时间常数约为10 μs,在低于50 kHzPWM频率的情况下无法达到产品参数表中规定的持续转矩,可能出现电机过热的情况。这也是为何在选择电机控制器的时候,要确保PWM频率足够高。FAULHABER运动控制器频率在78-100 kHz范围内(取决于具体型号),根据不同调制类型,作用于电机的频率最高达200 kHz,符合小型电机要求。


2.png


功能强大、体积轻巧

虽然MC V3.0系列运动控制器经过多年试验和测试,但受尺寸和内置电机电流测量分辨率的影响,它对FAULHABER微电机的可用性有限,这也是为何推出新款MC 3001 B/P的原因,它是第一款真正适合小型伺服驱动装置的运动控制器,无论是在体积还是电流测量分辨率方面。


该运动控制器的电源电压最高为30V,尺寸为16x27 x2.6mm(宽x长x高),持续电流达1A,峰值电流5A。在较低电源电压下,比如12V系统中,可轻松实现2A的持续电流。同时,与同系列其它大型控制器相比,它们在功能上毫不逊色。它们的I/O选项以及编码器接口和同系列的其它产品完全相同。通信接口包括USB、RS232和CANopen,还可以在客户定制的主板(母板)上装配一个紧凑型EtherCAT接口。


3.png


该控制器有两种不同的型号可供选择:一种是带扁平板对板连接器的MC 3001 B控制器,适用于在一个主板上安装多台驱动控制器;另一种是带排针式连接器的MC 3001 P控制器,其连接器三侧的排针间距为2.54 mm,适合安装在结构特殊的设备内,比如实验室中的多轴自动化设备。这样,即使是FAULHABER最小的直流电机,也能搭配。


发布时间:2021年7月23日 12:57 人气: 审核编辑:王妍

我来评价

评价:
一般