電機的所有反饋設備如何實現對電機運動的控制？

來源：今日電機

伺服系統的執行精度并不比控制它的反饋裝置的精度高，將電機功率傳輸至負載的不完善機制可能會將速度或位置誤差引入系統，電氣噪聲或溫度等環境因素也可能會導致定位錯誤。有時錯誤是可以接受的，更常見的情況是，它們不是，畢竟，伺服電機可能很昂貴，人們期望它們是所有定位設備中最可靠、最精確的。

當涉及到高性能伺服應用時，反饋設備分為幾個不同的類別。每一種都有其獨特的優點和缺點，包括電氣和機械方面的優點和缺點，這使得一種比另一種更適合于特定的應用。

反饋設備位置

反饋裝置的最佳位置是在需要受控運動的負載處，這種布置消除了將電機運動傳遞給負載的不完美傳輸帶來的誤差。這有時意味著除了通常安裝在電機內部的裝置外，還要向系統添加反饋裝置。無刷電機要求將位置反饋納入電機中，以便為電子換向提供即時的轉子位置數據。安裝在電機上的反饋裝置時，必須確定與變速箱和反饋裝置相關的周期性和累積誤差，以確定誤差是否可接受。

直接驅動伺服電機的優點是其內部反饋裝置有效地直接連接到負載，從而消除了柔度和齒隙。除此之外，還減少了組件和維護，使直接驅動電機成為需要精確運動和高帶寬應用的理想解決方案。

換向器通過對電流的控制，以產生轉矩，在永磁電機中，當來自繞組的磁場與來自磁鐵的磁場相互作用時，就會產生轉矩。當電流被引導到適當的繞組時，會產生最佳扭矩。當電機移動時，繞組相對于磁鐵的位置發生變化。

這意味著通道電流的最佳路徑會發生變化，具體取決于電機位置。在有刷電機中，通過電刷和連接到電樞繞組的換向器自動實現。在無刷電機中，轉子位置反饋給驅動器，然后驅動器通過晶體管將電流切換到相應的繞組。

絕對或增量

反饋傳感器報告絕對或相對增量位置，當系統通電時，前者能夠在一個電氣周期內報告其位置。相比之下，增量位置傳感器通常為每個運動增量提供輸出脈沖，但不參考設備運動范圍內的特定位置。該數據與周期性標記脈沖、機器原位開關和計數器相結合，可以知道負載位置。如果電子反饋電路斷電，系統將無法跟蹤其位置。對于使用增量編碼器的一些關鍵應用，控制器可以連接到不間斷電源以維護位置信息?；蛘?，多圈絕對編碼器將提供相同的功能，而無需保持已應用電源。

第二個考慮因素是設備中使用的技術類型，一些傳感器非常堅固，針對工業、機器控制行業。另一些則相對脆弱，更多用于精密實驗室設備。當然，也有需求重疊的應用，例如在半導體制造業中，條件要求在特別清潔的環境中具有高精度，并具有高速吞吐量，以滿足高產量的要求時間表。

第三個考慮因素是幾何學，運動系統可以是線性、旋轉或兩者的組合。反饋傳感器是為每種情況專門設計的，它們可能具有不同的安裝特征和運動方向，但反饋裝置操作的基本原理通常適用于任何一種配置。對于線性系統，在某些應用中不僅需要找到X-Y-Z軸定位及位置數據，還同時指示所有軸的精確位置，這對反饋系統來說至關重要。在緊急停機（緊急停機）情況下，能夠在運動部件停止時重新啟動運動部件，可以防止機器堵塞并減少浪費。速度信息通常通過對時間的導數從位置數據中獲得，這使得這些設備對于大多數基于伺服的系統來說是“一站式”購買。對于在低速時需要精確速度信息的應用，有時首選為該特定目的而設計的反饋裝置，如精密模擬轉速表。

結論

反饋裝置通常在閉環控制系統中起著關鍵作用，以前選擇合適的人是一項艱巨的任務，但現在選擇已經大大簡化了。許多運動控制制造商提供完整的運動控制系統，其中電機、反饋裝置、驅動器和電纜組合成一個優化包，此類軟件包可處理當今90%以上的運動應用程序。對工程師認為，他不必將反饋裝置單獨布線或安裝到伺服系統中，在伺服系統中，布線連接可以高達9或13根電線，也可以少至4根。此外，一些制造商在其電機中提供“智能”反饋裝置，通過為驅動器提供帶有電機參數的電子電機銘牌，允許即插即用操作。

審核編輯：湯梓紅