Чи варто перемикати сервосистему з щіткових на безщіткові двигуни?

У мене є робот, який використовує щіточні мотори у своїй сервосистемі. Це двигуни Maxon 3W з планетарними коробками передач 131: 1. Моторами керує мікроконтролер PIC, що працює на PID-контролері 1 кГц. Сервоприводи призначені для низькошвидкісного застосування крутного моменту. Між датчиком і двигуном спостерігається значний люфт.

Maxon пропонує безвітрові двигуни потужністю 12 Вт однакового розміру. Вони кращі в багатьох аспектах: подвоєний крутний момент, кращий тепловідвід, більший ККД.

Очевидно, проблема полягає в тому, що їм потрібна більш складна електроніка приводу. Крім того, я чув, як пара людей згадує, що щіткові двигуни краще для сервоприкладів, хоча вони ніколи не пояснювали, чому.

• Хтось ще реалізував подібну систему?
• Чи є які-небудь гатчі при використанні щіткових двигунів для сервоприводів?
• Чи можна обслуговувати його на низьких швидкостях, якщо у мене є лише 3 вбудовані цифрові датчики Холла, а не ендер? (Я вважаю за краще не додавати кодер через гроші та місця)
• Це пульсація крутного моменту, ймовірно, буде проблемою?

Матові мотори легші для сервосистем, але не кращі. Багато сервосистем високого класу без щіток / змінного струму.

Керувати двигунами на низьких швидкостях можна лише за допомогою 3 датчиків холу. Ви дійсно не бажаєте трапецієподібної комутації, особливо на низьких швидкостях, щоб при необхідності можна було додати кодер або оцінити положення ротора.

Позицію ротора можна оцінити лише датчиками холу / струму, але якщо є багато зовнішніх порушень, це буде не дуже добре.

Пульсація крутного моменту навряд чи буде проблемою, звичайно, це залежить від вашої програми. Більш досконалі методи комутації (синусоїдальний або флюсовий вектор) по суті усувають пульсацію крутного моменту.

Ви кажете, що ваша програма має низьку швидкість, але ви також використовуєте коробку передач 131: 1. Який об / хв зазвичай бачить мотор? Це не дуже низька швидкість застосування, якщо двигун працює на 30% + від його номінальної обороти в хвилину. Навіть датчики холу мають дуже високу роздільну здатність після того, як пройде через таке зменшення, тому вам, можливо, не потрібна низька швидкість роботи самого двигуна.

ІМХО З огляду на те, що у вашій теперішній системі є істотний люфт між датчиком і двигунами, я не можу уявити, що безщіткова система погіршиться навіть із залами / трапеційною комутацією.

У промисловості існує велика перевага моторів, що не потребують технічного обслуговування, а не щодо щільних двигунів. Незважаючи на те, що колишній може мені дорожче з точки зору самого двигуна та електроніки приводу, скорочення довгострокових витрат на технічне обслуговування, як правило, важить додаткові капітальні витрати.

Як user65 передбачає, можливо , буде потрібно синусоїдальна комутація , щоб уникнути пульсацій крутного моменту на низьких швидкостях, в залежності від того, як саме ви дизайну вашої системи і як прекрасні вам потрібен контроль швидкості , щоб бути.

У роботі «Порівняльне дослідження методів комутації для ...» є цікаві методи комутації інформації, які можуть бути корисними.

Зрештою, я думаю, що уникати використання кодерів - помилкова економія.

На відміну від залів, вони мають чітку перевагу в тому, що вони не прив'язані до обертання двигуна - тобто їм не потрібно йти на вал двигуна. Ви можете розмістити їх на навантажувальній стороні коробки передач, що дозволить оцінити точні наслідки люфту в коробці передач.

Це дозволить вам виконувати компенсацію люфту в програмному забезпеченні, запускати подвійні серво петлі (один для відстеження позицій з компенсацією люфту і інший для більш безпосереднього контролю швидкості) і, як правило, набагато точніше керувати вашою системою як на високій, так і на низькій швидкості.