Servomotoren und Sensoren

Servomotor
Bei Servomotoren sind zwei Technologien erwähnenswert. Eine davon ist der Hochdichtemotor, der ein Designkonzept namens „Großpolmotor“ verwendet. Beispielsweise hat der Sechspol-Neunschlitzmotor einen Stator, der aus neun unabhängigen Polen besteht, und auf jeden Pol ist eine konzentrierte Spule gewickelt, und dann werden die neun Pole zu einem Motorkern mit neun Schlitzen zusammengesetzt. Da jeder Pol unabhängig gewickelt und geformt ist, kann die Schlitzfüllrate sogar bei Verwendung einer automatischen Maschine bis zu 90 % gehalten werden. Dieser Motortyp verfügt über eine gute Fertigungstechnologie und die Raumnutzung und das Volumen werden minimiert, weshalb er als Hochdichtemotor bezeichnet wird. Vom Funktionsprinzip her gehört dieser Motortyp nicht zu den Motoren mit rotierendem Magnetfeld. Er arbeitet unter einem dreiphasigen pulsierenden Magnetfeld. Daher weisen seine Anwendbarkeit, sein Designverfahren und sein Betriebsmodus bestimmte Besonderheiten auf, sodass dieser Motortyp nicht für den Antrieb mit Rechteckstrom geeignet ist.
Der andere Typ ist ein eingebetteter magnetischer Servomotor aus Stahl, der die Eigenschaften der durch den ausgeprägten Poleffekt verursachten Änderung der Induktivität der Quadratur- und Längsachsen mit der Position nutzen kann, um ein wirklich positionssensorfreies elektrisches Servoantriebssystem zu bilden.
Sensor
Neben verschiedenen Arten von fotoelektrischen Encodern sollten auch magnetische Encoder beachtet werden. Größe und Gewicht des magnetischen Encoders sind Dutzende Male kleiner als die des fotoelektrischen Encoders. Er hat einen größeren Temperaturbereich und ist nahezu unempfindlich gegen Stöße und Vibrationen. Sein Funktionsprinzip ist sehr einfach. Sein Stator ist ein Chip mit eingebetteten magnetosensitiven Hall-Elementen und DSP. Seine Größe kann so klein wie ein MSOP-24-Paket sein. Sein Rotor ist ein zweipoliger Magnet. Seine Auflösung beträgt 10-12 Bits und seine Genauigkeit 8-10 Bits. Diese Art von magnetischem Encoder ist bereits verfügbar.
Um die Umweltanforderungen von -35 Grad -80 Grad für Weltraumanwendungen zu erfüllen, ist es fast unmöglich, herkömmliche fotoelektrische Encoder zu verwenden. Aus diesem Grund haben wir einen magnetischen Encoder mit einer Auflösung von 16 Bit und einer Genauigkeit von 12 Bit entwickelt. Die Signalverarbeitungsschaltung des magnetischen Encoders koexistiert in der Antriebssteuerschaltung (FPGA) und bildet eine integrierte Sensor- und Antriebssteuerschaltung.
Der Stromsensor ist für die Servosteuerung unverzichtbar. Systeme mit geringem Stromverbrauch können Widerstandsabtastung verwenden und verwenden im Allgemeinen [1] Hall-Stromsensoren. Beide Methoden wandeln analoge Signale in digitale Signale um und nehmen dann an der digitalen Servosteuerung teil. Die Ausgabeform der obigen A/D-Umwandlung ist normalerweise ein serielles digitales Impuls- oder Impulsbreitenmodulationssignal.