Должен ли я переключить свою сервосистему с щеточного двигателя на бесщеточный

У меня есть робот, который использует щеточные моторы в своей сервосистеме. Это двигатели Maxon 3W с планетарными коробками передач 131: 1. Двигатели управляются микроконтроллером PIC, работающим с ПИД-регулятором 1 кГц. Сервоприводы предназначены для применения на малых оборотах с высоким крутящим моментом. Между датчиком и двигателем имеется значительный люфт.

Maxon предлагает безщеточные двигатели мощностью 12 Вт одинакового размера. Это лучше во многих отношениях: удвоить крутящий момент, лучше рассеивать тепло, повысить эффективность.

Проблема, очевидно, заключается в том, что им требуется более сложная электроника привода. Кроме того, я слышал, как несколько человек упоминали, что щеточные моторы лучше подходят для сервоприводов, хотя они никогда не объясняли, почему.

• Кто-нибудь еще внедрил такую ​​систему?
• Есть ли ошибки при использовании щеточных моторов для сервоприводов?
• Можно ли обслуживать его на низких скоростях, если у меня есть только 3 встроенных цифровых датчика Холла и нет датчика? (Я бы предпочел не добавлять кодер из-за денег и стоимости места)
• Это пульсация крутящего момента может быть проблемой?

Почищенные моторы легче для сервосистем, но не лучше. Многие сервосистемы высшего класса являются бесщеточными / AC.

Управление двигателями на низких скоростях возможно только с 3 датчиками Холла. Вы действительно не хотите трапецеидальной коммутации, особенно на низких скоростях, поэтому можете добавить энкодер или оценить положение ротора, если это необходимо.

Можно оценить положение ротора только с помощью датчиков Холла / тока, но при наличии большого количества внешних помех он не будет работать очень хорошо.

Пульсация крутящего момента вряд ли будет проблемой, конечно, это зависит от вашего приложения. Более продвинутые методы коммутации (синусоидальный или вектор потока) существенно устраняют пульсации крутящего момента.

Вы говорите, что ваше приложение имеет низкую скорость, но вы также используете коробку передач 131: 1. Какие обороты двигателя обычно видны? На самом деле это не очень низкоскоростное приложение, если двигатель работает на 30% + от номинальной скорости вращения. Даже датчики Холла имеют очень высокое разрешение после такого большого сокращения, поэтому вам может не потребоваться низкая скорость работы самого двигателя.

ИМХО Учитывая, что ваша текущая система имеет значительный люфт между датчиком и двигателями, я не могу представить, чтобы безщеточная система работала хуже, даже с коммутацией по залам / трапеции.

В промышленности преобладают бесщеточные двигатели с низким уровнем обслуживания по сравнению с щеточными двигателями с относительно высоким уровнем обслуживания. В то время как первое может стоить мне дороже с точки зрения самого двигателя и приводной электроники, сокращение длительных затрат на техническое обслуживание обычно приводит к дополнительным капитальным затратам.

Как предполагает пользователь 65 , вам может потребоваться синусоидальная коммутация, чтобы избежать пульсации крутящего момента на низких скоростях, в зависимости от того, как именно вы проектируете свою систему и насколько хорошо вам нужно управление скоростью.

В статье «Сравнительное исследование методов коммутации для ...» есть некоторые интересные методы коммутации информации, которые могут быть полезны.

В конечном счете, я думаю, что отказ от использования кодировщиков - ложная экономия.

В отличие от залов, у них есть явное преимущество, заключающееся в том, что они не привязаны к вращению двигателя - то есть им не нужно идти на вал двигателя. Вы можете разместить их на стороне нагрузки коробки передач, что позволит вам определить точное влияние люфта в вашей коробке передач.

Это позволит вам выполнять компенсацию зазора в программном обеспечении, запускать двойные сервоциклы (один для отслеживания положения с компенсацией зазора, а другой для более быстрого управления скоростью) и, как правило, осуществлять гораздо более точное управление вашей системой как на высоких, так и на низких скоростях.