在电机的应用背景中,“调速控制”是指对转速的调节。调速驱动器是一种控制单元,用于根据具体需求改变电机的速度,或者在负载变化的情况下,将速度恒定地保持在预定值。
调速驱动器的核心部分包括处理器、控制电子元件和输出级三个部分。微处理器根据预设的设定点和反馈通道的数据,计算出适当的控制变量以达到预定的速度。控制电子设备处理相关信号;输出级则负责向电机供电。
FAULHABER的调速驱动器配备了独立的I/O输入和输出。模拟输入的功能是通过脉冲宽度调制(PWM)或模拟电压值来设定电机的速度。此外,数字开关输入则可以选择电机的旋转方向。数字输出可以被编程为频率输出,或者在出现故障时发出信号。
在大多数设备中,电子设备的电源可以选择与电机的电源独立,根据不同的应用需求,可以选择带外壳或不带外壳的调速驱动器。带外壳的设备通过螺丝端子进行连接,而无外壳的型号则可以直接插入主板。利用USB编程扩展板,可以灵活配置操作模式、控制器参数,以及设定点设定的类型和比例。
首先,调速驱动器会设定一个设定点,也就是电机的目标速度。这一目标速度可以通过调整供电电压(模拟值)或利用脉宽调制(PWM)来实现。
同时,调速驱动器会通过反馈通道获取电机的实际运行速度,这个速度会受应用负载和各种其他因素的影响。在此基础上,控制器会根据当前实际情况,灵活地调整电机的调速控制。实际电机速度的测定方法会根据电机型号的不同而变化,一种方法是通过连接的传感器系统进行测定,另一种则是在无传感器的情况下,通过测定电机电流来获取。
为了改变电机的旋转方向,我们提供了一个独立的切换输入功能。频率输出功能可以用于获取速度信号。借助免费的 FAULHABER Motion Manager软件,用户可以在计算机上便捷地设置适应应用需求的调速控制参数。
FAULHABER调速驱动器能根据电机负载的特性来测定电机绕组的温度。为了防止过载,当电机在极限范围内持续工作时,电流会被限制在允许的持续电流范围内。在动态变化的操作条件下,我们允许暂时使用高达2倍的峰值电流。对于重载且需要频繁切换转向的应用场景,建议使用运动控制器。
选择调速驱动器时,其性能参数(如电压和电流)必须始终与将要连接的电机相匹配。除此之外,还需要考虑其他的选择标准,包括尺寸、与工作环境的兼容性,以及是否有可用的EMC滤波器,以确保在应用中能实现电磁兼容。FAULHABER提供了一系列的调速控制产品以及相应的 附件,这些产品可以确保在几乎所有情况下,用户都能找到与电机和应用需求相匹配的设备。
在无刷电机搭配霍尔传感器的配置中,电机工作时转速受控,霍尔传感器为调速驱动器提供换向信号并测定电机实际转速。
这种配置采用无刷电机搭配调速驱动器,不使用霍尔传感器。反电动势代替霍尔传感器用于换向和调速控制。
调速驱动器的这种配置需适当硬件的支持。在这种配置中,编码器输出绝对位置值,用于换向和调速控制。得益于高分辨率,(绝对式编码器)在此模式下可实现较低的速度。
在这种配置中,电机搭配调速驱动器使用,工作时转速受控,并提供额外的制动和使能输入端。这些输入端可以轻松地实现控制器与PLC、安全电路等的连接。
在这种配置中,有刷电机搭配编码器和调速驱动器使用,通过增量式编码器实现对电机的调速控制。此时,增量式编码器需作为实际值编码器,实现调速控制。
在不带编码器的有刷电机配置中,电机工作时转速由调速驱动器控制,不使用传感器。根据给定的负载条件,反电动势(EMF)或IxR补偿可用于测定实际转速。这种调速控制模式需与相应的电机类型匹配。