直流无刷伺服电机的控制器虽然在市场上已存在多时,但市场上的同类产品在性能、价格、稳定性等方面往往都难以满足用户的需求。特别是当今技术开放式的市场环境,不同厂商所生产的直流无刷伺服电机的控制模块大多是大同小异,在技术上几乎没有什么创新与变革。对于一些传统工业,它们虽然对直流无刷伺服电机控制模块的设计上没有什么特殊的要求,但是,随着现代电子技术的飞速发展,特别是电子产品集成化、模块化的设计思想的迅速崛起,人们对电子产品的技术性能指标的要求也越来越高。
由于直流无刷伺服电机是一种无换向器的直流电机,可以有效地克服有刷直流电机由于换向火花所引起的转矩波动与电磁干扰等问题,而且还不失有刷直流电机易于控制的特点。所以随着直流无刷伺服电机在相关工业中的推广使用,人们对其控制性能要求也不断提高。因此,研制高性能的直流无刷伺服电机的控制系统成为一项普遍关注的课题。
直流无刷伺服电机的控制经历了从模拟控制电路到以单片机为核心的数字控制电路的发展过程,但都存在内在的缺陷。前者由于采用模拟器件容易老化而且对温度变化敏感;后者虽然克服模拟器件的内在缺陷,但运算速度慢,难以实现现代工业对电机实时控制的要求。
在dsp问世之前,设计者进行传统的电机控制主要使用2种组合:用便宜的控制器控制昂贵的直流有刷电机,或用复杂的控制器控制交流电机。随着控制理论的发展,为了研制高性能控制器,一般的单片机或多片微处理器都不能满足复杂而先进的控制算法,使直流无刷伺服电机的控制不能达到比较高的精度要求。自dsp出现以来,电机控制成为dsp主要应用领域之一。
永磁无刷电机是永磁无刷直流电机、永磁无刷交流同步电机、永磁无刷直线电机和永磁无刷力矩电机的总称。永磁无刷电机具有不少优点,因此已是目前微特电机发展主流。
面向21世纪,为满足与地球环境共存、与网络结合、符合机器人要求的微特电机将得到快速发展,并将构筑起“微特电机的新时代”。与地球环境共存,要求电机高效节能、高出力省材料、静音舒适、无害无污染等。与网络结合,要求电机小型化、片状化、高速化、轻量化、高精度、高性能等。满足机器人用电机,要求高出力、低惯量、低速大力矩、智能化等,为了满足上述要求,国外微特电机制造公司,十分重视永磁无刷电机和驱动控制技术的研究、开发。电机进行优化设计,合理选择参数,减少力矩脉动和噪音,扩大调速范围;多极集中绕组,减少绕组端部长度,拼块式或铰链式电枢冲片提高糟满率,高效率高性能驱动控制技术的研究,高性能永磁材料的采用,使永磁无刷电机具有高效节能、高出力省材料、高可靠高性能、体积小重量轻等优点。
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