¿Qué tipo de motor debe usarse para manejar un par estático (eje bloqueado)?

1

Para el propósito de la robótica de bricolaje, me gustaría tener un motor eléctrico, que es el mejor para proporcionar par mientras no gira. Imagino que mi robot mantendrá un par estático equilibrado mientras mantiene la postura, mientras que los movimientos se implementarán como un desbalanceo guiado ...

Creo que puedo hacer los motores deseados de uno de los convencionales.

En primer lugar, no me gustan los motores de CC convencionales, porque creo que se sobrecalentarán si se bloquean, y también tienen una relación compleja entre la corriente y el par. También es posible que el par pueda tener "saltos" en el gráfico de relación cuando el conmutador cambia las bobinas.

Supongo que la mejor opción son los motores trifásicos (3 dipolos) con imanes permanentes. Podré controlar la corriente en cada dipolo y, por lo tanto, podré orientar el campo magnético como desee.

¿Cuáles son los tipos de motores que mejor se adaptan a esta descripción para que pueda incluirlos en mi diseño?

    
pregunta Dims

4 respuestas

4

El par y la corriente tienen una relación directa en los motores de CC (cepillados o sin escobillas si se accionan adecuadamente). El par de torsión provisto por el cepillo DC no es realmente suave porque los campos magnéticos del rotor y del estator son solo perpendiculares una vez por transición, pero el ensamble del cepillo está hecho de tal manera que no hay espacios en el par disponible durante la rotación. Con respecto al sobrecalentamiento, deberá calcular la corriente necesaria para compensar el par de carga, calcular el calentamiento en julios y realizar un análisis térmico simple con la resistencia térmica del rotor a la temperatura ambiente y la temperatura máxima del rotor que se pueden encontrar (con suerte) En la ficha técnica del vendedor. Así que no es necesariamente un no ir. Especialmente dado que puede incluir un disipador de calor para el motor en su análisis.

Tendrá el mismo análisis térmico para ejecutar en el DC sin escobillas. No piense que un motor de 10 vatios puede funcionar durante mucho tiempo a 10 vatios, independientemente del par producido y su velocidad, la eficiencia es variable dependiendo de la velocidad del motor y, por lo general, la potencia nominal se establece a la velocidad nominal, al igual que la corriente continua. motores Sin embargo, los CC sin escobillas son más caros porque tienen un circuito de conmutación electrónica algo complejo.

También puede ir por la ruta paso a paso: si el par de carga es menor que el par de retención, entonces también es una opción, incluso más si el par de retención (cuando está APAGADO) es suficiente. Lo bueno es que no necesita un sensor de retroalimentación en un circuito cerrado con esta opción (a diferencia de todos los demás tipos de motores), solo un microinterruptor para saber desde dónde contar los pasos. Sin embargo, necesitarás un controlador paso a paso, pero es más sencillo y barato que el de DC brushless.

En ambos casos, se puede utilizar una caja de cambios para aumentar la salida de par del motor para satisfacer sus necesidades (o desde un punto de vista diferente, para reducir el par de torsión del motor requerido), no olvide incluir el par resistivo de la caja de cambios en su presupuesto de par (es decir, para garantizar que el margen de par del motor sea lo suficientemente alto como para absorber la aleatoriedad de la madre naturaleza).

En mi opinión, debería apagar la máquina síncrona de CA trifásica (que es básicamente una CC sin escobillas sin controlador), generando 2 o 3 seno de frecuencia variable y PWM amplificarlos no vale la pena aquí, hay Alternativas mas simples. Personalmente, investigaría primero un paso a paso con una caja de cambios, pero esa es la opción más rápida, no la más barata (DC cepillado).

    
respondido por el Mister Mystère
2

El par de torsión es una función de la corriente consumida por el actuador (o "motor", como lo uso aquí). La mayoría de las hojas de datos del motor deben proporcionar esta información de una forma u otra.

En un mundo ideal, el fabricante suministraría un gráfico que muestra cómo la corriente extraída varía con la resistencia de carga. Sin embargo, en la forma más simple, el fabricante solo puede indicar algo similar a consumo máximo de corriente en el punto , donde la definición de 'parada' es el momento en el que la resistencia de la carga excede el par máximo que el motor puede producir. También se puede dar una velocidad de pérdida , la velocidad más lenta que el motor puede girar antes de detenerse.

Si tiene un gráfico, no es necesario realizar conjeturas. No sé cuán lineal es la relación entre la carga del motor y la corriente consumida, y no sé qué tan preciso debe ser. Algunas cosas que debe considerar si solo puede encontrar información limitada:

  1. El motor consumirá corriente incluso sin carga;
  2. El motor normalmente tendrá una velocidad mínima, de nuevo sin carga;
  3. La corriente de arranque inicial puede ser mucho mayor que la corriente sin carga;
  4. Puede haber un nivel de resistencia en el cual el motor permanecerá girando pero no podrá iniciar girar.

Si todo lo demás falla, mida la corriente consumida sin carga y la corriente dibujada con el motor parado. Es crudo, pero es mejor que nada.

Una vez que sepa cómo varía la corriente con el par, es una simple cuestión de hacer que un dispositivo sensor de corriente sea muy sencillo y fácil de integrar con un Arduino a través de un ADC. Lea un poco sobre el Burr-Brown INA138 (o cualquier otro "Monitor de derivación actual").

nota del moderador: Esta respuesta ha llegado a este hilo como resultado de una combinación.

    
respondido por el CharlieHanson
0

Yo diría que el motor de CC, el motor de CC sin escobillas (BLDC) y el motor síncrono de imán permanente (PMSM) son las opciones. Los PMSM son bastante complejos para el bricolaje, por lo que excluyamos de un análisis más detallado, los restantes son DC y BLDC clásicos.
El motor de CC es fácil de controlar, con el puente H el par es proporcional a la corriente. La conmutación de los cepillos tiene un efecto mínimo en el par, al menos no es un impacto tan grande como el que tiene BLDC cuando se conmuta.
BLDC es el motor de corriente continua girado alrededor. Tiene un dispositivo de conmutador electrónico para devanados de estator en lugar de un conmutador de cepillo de rotor viejo en motores de corriente continua. El calentamiento de los devanados está presente en ambos tipos de motores, la única diferencia es que BLDC calentará el estator, que también es más grande y tiene mejor capacidad de enfriamiento que el devanado del rotor en el motor de CC, ya que solo puede enfriar el eje del canal. El BLDC necesita un dispositivo de conmutación más complejo con la ayuda de la retroalimentación de la posición del rotor (sensores Hall o comparadores EMF de retroceso), todo lo demás es similar al motor de CC: una especie de controlador PWM. Además, el BLDC tiene más rizado de torsión debido a la conmutación que el motor de CC.

    
respondido por el Marko Buršič
-2

Luego necesitas un controlador con un sensor de posición o un giroscopio para dar a torques estáticos. diseña un simple lazo de control con tu motor.

    
respondido por el user76803

Lea otras preguntas en las etiquetas