Российская компания Сервосила, известная своими мобильными роботами и отечественными волновыми редукторами, выпустила в продажу недорогие встраиваемые контроллеры бесколлекторных двигателей для робототехнических применений.

Приобрести эти сервоконтроллеры можно в Интернет-магазине Сервосила или в магазинах Чип и Дип. 

Контроллеры бесколлекторных двигателей поставляются в двух исполнениях - плата прямоугольной формы и плата круглой формы.

 

 

 

 

Данные модели совершенно идентичны по интерфейсам и возможностям и отличаются только формой плат. Максимальный ток фазы двигателя - 25А.

Компания Сервосила изначально разработала данные сервоконтроллеры для применения в своих собственных продуктах — мобильных роботах, руках-манипуляторах и сервоприводах. Технология этих контроллеров прошла несколько итераций разработки и совершенствования и включила в себя значительный опыт, накопленный компанией в процессе эксплуатации своих роботов в различных, зачастую экстремальных, условиях.

Контроллеры Сервосила предназначены для управления бесколлекторными двигателями (PMSM, BLDC, Direct Drive) любых производителей в сочетании с различными энкодерами абсолютного положения вала (BISS-C, SSI, SPI, ШИМ, квадратурный) или без них. Для подключения к автопилотам, управляющим компьютерам АСУ, PLC или к бортовым системам управления контроллеры предоставляют интерфейсы управления CAN/CANopen и USB 2.0.

Сопутствующее программное обеспечение работает с операционными системами, поддерживающими интерфейсы CAN или USB такими, как Windows, Linux, включая отечественную Astra Linux, и Raspberry PI OS.

Для облегчения настройки контроллера под выбранный электродвигатель предусмотрен режим автонастройки, в котором автоматически определяются основные характеристики бесколлекторного электродвигателя и вычисляются оптимальные настройки законов управления. Эта функция значительно упрощает интеграцию контроллера с новыми бесколлекторными двигателями, если даже характеристики двигателя точно не известны по каким-либо причинам.

 

 

В модулях управления бесколлекторными двигателями СЕРВОСИЛА реализованы современные алгоритмы управления:

• Direct Drive,
• Servo Control,
• Field Oriented Control (FOC),
• с Back-EMF Observer иHall Sensors Observer,
• с функцией Q-D axis coupling compensation для гладкости хода,
• с опциональным field weakening для достижения максимальных скоростей вращения,
• с интеллектуальными алгоритмами защиты
• и управления динамикой электродвигателя,
• и автоматическим определением характеристик двигателя и привода.

Реализованный набор алгоритмов обеспечивает динамическую устойчивость и малошумность работы электродвигателя, а также достижение максимального момента или максимальной скорости вращения вала (в зависимости от задачи) при оптимизации энергопотребления и обеспечении защиты электродвигателя от перегрева, а редуктора от поломки.

Основными областями применения данных контроллеров бесколлекторных двигателей являются:

• сервомеханизмы, сервоприводы,
• тяговые электроприводы,
• АСУ ТП, промышленные линии, конвейеры, насосы,
• робототехнические устройства,
• интеллектуальное торговое оборудование,
• автоматизированное складское оборудование,
• испытательные стенды с компьютерным управлением,
• системы измерения и автоматической диагностики,
• тяговые электроприводы различных мобильных шасси,
• станки с ЧПУ,
• системы компьютерного зрения.

Датчики абсолютного положения вала («энкодеры») применяются в различных режимах сервоуправления, а также для поддержания плавного движения вала на низких скоростях вращения. Если энкодер в электроприводе отсутствует, то для таких случаев контроллеры поддерживают режимы бездатчикового управления (sensorless control) и управления по датчикам Холла (sensored control), а также серворежимы direct control, в которых энкодеры могут не требоваться. Если энкодер в приводе присутствует, то контроллеры используют его, когда это имеет смысл. Если энкодер не подключен, то контроллеры могут работать и без него, но, возможно, в упрощенном режиме работы.

 

 

В контроллерах реализованы следующие режимы управления бесколлекторными двигателями:

• Стабилизация выходного момента на валу (ETC: Electronic Torque Control). Применяется для точного управления силой, с которой электропривод воздействует на нагрузку, например, в испытательных стендах, АСУ ТП или в шагающих роботах.
  
  
• Стабилизация скорости вращения вала (ESC: Electronic Speed Control). Применяется для поддержания заданной скорости вращения двигателя, вне зависимости от меняющейся внешней нагрузки, например, в тяговых электроприводах конвейеров, насосов или в шасси мобильных роботов. Контроллер автоматически увеличивает или уменьшает момент на валу для того, чтоб поддерживать скорость вращения вала постоянной.
  
  
• Сервоуправление (Servo Control) — поворот до заданного положения вала и последующее удержание вала с использованием датчика положения вала (энкодера) через редуктор или напрямую. Применяется в робототехнических руках-манипуляторах, АСУ ТП, станках с ЧПУ и любых других устройствах, где необходимо повернуть вал двигателя на заданный угол, а затем поддерживать положение при изменяющейся внешней нагрузке. В зависимости от подключенного энкодера положения вала обеспечивается точность поворота сервопривода до 20 бит.
  
  
• Direct Drive — точное управление положением вала посредством прямого позиционирования магнитного поля статора электродвигателя, в том числе при отсутствии волнового редуктора в электроприводе. Применяется в системах компьютерного зрения, станках с ЧПУ, линейных двигателях, - везде где требуется максимальная точность управления положением без редукторов. В этом режиме электропривод на бесколлекторном двигателе может заменить шаговые двигатели при значительном улучшении точности.
  
  
• Тормоз вала («блокировка вращения»), - блокировка вращения вала вне зависимости от воздействия внешних нагрузок, например, для фиксации остановленного конвейера или для торможения колес мобильного шасси, стоящего «на горке». Блокировка происходит только работой бесколлекторного двигателя без применения каких-либо дополнительных тормозных устройств. Для блокировки вала применяется метод, минимизируещий потребление электрической энергии.
  
  
• Рекуперация энергии в батарею. Если контроллер питается от батареи, то он способен «пропускать» ток обратно в батарею тогда, когда электродвигатель работает в режиме электрогенератора, например, при торможении мобильного шасси. При этом возможно программное управление силой тока, идущего в батарею. Этот режим также применяется в системах «стартер-генератор» в сочетании с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), в которых после запуска ДВС электродвигатель переходит в режим электрогенератора.

 

Приобрести эти контроллеры бесколлекторных двигателей можно в Интернет-магазине Сервосила или в магазинах Чип и Дип.

Подписывайтесь на Telegram и YouTube каналы компании Сервосила. 

--