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在掃地機馬達選型的過程中,各種參數(shù)是非常的選擇是非常重要,比如額定電壓、轉(zhuǎn)速、功率、扭力等參數(shù)。慣量對于掃地機馬達選型有著重要的作用。
以旋轉(zhuǎn)運動為例在位置環(huán)、速度環(huán)與電流環(huán)的控制框架中,輸入側(cè)為位置指令,輸出微電機扭矩單位為Nm,在這個過程當(dāng)中,位置給定與位置誤差,當(dāng)量單位為rad,與位置環(huán)增益相乘,計算的結(jié)果給定到速度環(huán),單位為rad/s也就是1/s,所以位置環(huán)增益的當(dāng)量單位為1/s,那么速度給定和速度誤差單位也為1/s,那么掃地機馬達最后的轉(zhuǎn)速輸出Nm轉(zhuǎn)換是怎樣的呢?
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微電機的轉(zhuǎn)矩當(dāng)量為Nm,它是力(N)與長度(m)的乘積,就是1N=1kgm/s2,那么1Nm=1kgm/s21.m,也就是1kgm2/s2,如要從前面的速度單位“1/s”運算到這個轉(zhuǎn)矩的單位“kgm2/s2”,那么需要和兩個當(dāng)量單位相乘,一個是1/s這個和時間頻率相關(guān),它是速度環(huán)增益的單位,另外一個kgm2即是慣量的單位,是從電流環(huán)給定到微電機扭矩輸出的傳遞系數(shù)。
掃地機馬達速度環(huán)與位置環(huán)的增益系數(shù)全部都是以1/s為單位的頻率值,它們反映了驅(qū)動器對速度與位置的動態(tài)響應(yīng)能力,電流環(huán)給定到微電機扭矩輸出的傳遞系數(shù)的是與慣量單位一樣的。
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掃地機馬達控制環(huán)的運算過程
(1)在位置環(huán)中將位置指令值求了一次導(dǎo),而得出軸當(dāng)前的速度指令,自然位置環(huán)增益系數(shù)單位是1/s;
(2)在速度環(huán)中將速度指令值再求一次導(dǎo),從此得出軸當(dāng)前的加速度指令,自然速度環(huán)增益的系數(shù)單位也就是1/s,也就是從速度環(huán)輸出給到電流環(huán)的值,也就是軸的加速度值,單位就是1/s2,也就是牛頓第二定律中的加速度β。
有的角加速度值,要得出馬達的轉(zhuǎn)矩輸出,在牛頓的第二定律回轉(zhuǎn)運動中有表達:
M=Iβ
M:轉(zhuǎn)矩(Nm)
I:轉(zhuǎn)動慣量(kg·m2)
β:加速度(1/s2)
雖然電流環(huán)給定到掃地機馬達扭矩輸出的傳遞系數(shù)單位和慣量單位是一樣的,實際上這個系數(shù)則是運動系統(tǒng)的慣量。
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驅(qū)動器輸出給掃地機馬達的電流計算方法
計算方法與微電機的電流/扭矩比相關(guān),在掃地機馬達轉(zhuǎn)速不變時微電機輸入的電流和輸出轉(zhuǎn)矩是成正比,它有一個固定的系數(shù),這個系數(shù)是微電機本身的固有特性,在驅(qū)動器運算微電機輸出轉(zhuǎn)矩值后,只需要將這個系數(shù)相乘,就可以得出微電機的輸入電流。
這也就是為什么微電機的驅(qū)動器要通過各種參數(shù)即通過反復(fù)做微電機的特性測試評估的原因,都是考慮微電機特性更精準(zhǔn)的把握。
掃地機馬達的運動系統(tǒng)在進行放大運算時,在控制環(huán)整定時,是從內(nèi)環(huán)向外環(huán)方向整定的,然后才是速度環(huán)和位置環(huán),加入無法有效的得出系統(tǒng)慣量值,那么也無法整定出準(zhǔn)確的速度環(huán)與位置環(huán)參數(shù),無論是都需要計算出慣量值和電流環(huán)才可對微電機進行精確的選型。
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以上就是有關(guān)慣量對于掃地機選型的重要性,更多有關(guān)微型直流電機資訊,請繼續(xù)關(guān)注天孚微電機。
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