Что такое контроллер двигателя?

Что такое контроллер двигателя?

Контроллер двигателя — это устройство, которое управляет работой двигателя.

Двигатель — это устройство, которое выполняет вращательное движение. Для управления приводом двигателя требуются метод управления, схема управления и схема привода. Если двигатель должен иметь только простое вращательное движение, им можно управлять, переключаясь между остановкой и движением с помощью только блока питания.

Однако двигатели используются в качестве приводных частей в бытовой технике, автомобилях, станках и других приложениях, которые требуют более сложного управления, чем просто остановка и движение. Скорость и направление вращения должны быть изменены, чтобы соответствовать движению.

Поэтому от датчиков и переключателей и т. д. поступают различные сигналы, и выполняется обработка сигналов для определения соответствующего ответа. Затем, путем подачи команд в схему привода двигателя, контролируется количество оборотов, направление, скорость и т. д.

Применение контроллеров двигателей

Знакомые приложения включают вибраторы в сотовых телефонах, функции управления потоком воздуха в фенах для волос в бытовых приборах и вибрации в электрических зубных щетках. В более широком масштабе они используются в приводных системах гольф-каров, погрузчиков и других транспортных средств, работающих на электроэнергии.

Промышленные контроллеры плавно управляют многоосевым движением. В этом случае требуется высокоскоростное и сложное высокоточное управление. Оборудование FA, такое как производство полупроводников, контрольное оборудование и станки, требует точности от нескольких нм до нескольких микрометров. От такого высокоточного оборудования до простых трудосберегающих устройств контроллеры двигателей используются в качестве ядра управления двигателями.

Принцип контроллеров двигателей

Контроллеры двигателей получают сигналы в реальном времени от двигателей, отправляемые с датчиков и переключателей, и управляют числом оборотов, скоростью вращения, позиционированием и т. д. путем управления электропитанием. В основном используются двигатели постоянного тока и шаговые двигатели.

Двигатели постоянного тока могут изменять скорость вращения в зависимости от величины приложенного напряжения. В случае контроллера двигателя с использованием микроконтроллера число оборотов и направление вращения можно изменять, отправляя сигналы из программного обеспечения.

Шаговые двигатели могут управляться контроллером двигателя для высокоточного позиционирования. Он имеет особенность, заключающуюся в том, что не требует определения величины вращения. Шаговые двигатели вращаются шагами фиксированного угла синхронно с входными импульсами. Разрешение составляет около 1,8°, 0,72° и 0,36° на шаг.

Особенности контроллеров двигателей

Контроллеры двигателей отвечают за некоторые функции систем, использующих двигатели. Поэтому важно работать с контроллером более высокого уровня и нижестоящими драйверами двигателей и используемыми двигателями.

Ключевой особенностью контроллеров двигателей является то, что в современных системах они способны синхронизировать управление многоосевыми двигателями. Многоосевое синхронное управление может, например, выполнять сложные движения, такие как линейные, круговые, шаговые и вращательные движения, движения кулачка и ускорение/замедление в 2-D и 3-D пространстве.

Типы контроллеров двигателей

Существует несколько типов контроллеров двигателей: независимые контроллеры, контроллеры для промышленных ПК, контроллеры для ПЛК и т. д. ПЛК — это контроллер с программируемыми логическими схемами.

1. Автономные контроллеры

Этот тип контроллера управления можно выбрать из ПЛК, промышленного ПК или ноутбука для хост-контроллера. Он также имеет замечательную особенность, что его можно использовать независимо без хост-контроллера.

Этот тип контроллера часто используется при построении небольших устройств управления с несколькими осями и средних устройств управления с несколькими десятками осей. Это тот случай, когда точное управление порядка нескольких нм не требуется, а управление порядка субмкм также не требуется.

2. Контроллеры промышленных ПК

Это тип карты, используемый путем вставки ее в слот PCI промышленного ПК. Он используется для крупномасштабного высокоскоростного управления, когда микроконтроллера недостаточно.

Можно использовать широкий спектр приложений для ПК общего назначения, а также можно реализовать высокоскоростное высокоточное управление многоосевыми двигателями.

3. Контроллер для ПЛК

Контроллеры ПЛК — это специализированные контроллеры для ПЛК, которые обеспечивают многоосевое высокоскоростное синхронизированное управление, которое невозможно с помощью одних только ПЛК, и многие компании используют свои стандарты связи и методы подключения для связи с ПЛК, что упрощает управление высокоскоростной связью.