音圈电机(Voice Coil Motor)是一种特殊形式的直接驱动电机。具有结构简单体积小、高速、高加速响应快等特性。其工作原理是,通电线圈(导体)放在磁场内就会产生力,力的大小与施加在线圈上的电流成比例.基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧。
在音圈电机组成的伺服系统中,控制目标是运动机构的位置。
由于执行结构和受控对象.惯性的存在简单地将目标值(平台预期位置)减去反馈回来的被控量(平台实际位置)而形成的误差信息作为控制信号驱动执行机构,往往很难使伺服系统的稳定性快速性和准确性达到要求,因此必须通过校正来改善伺服性能。所以引人PID校正网络来改善平台的运动性能,利用积分环节对稳定性进行改善,微分环节对动态性能进行改善,同时减小系统的控制误差,我们可以采用PMAC的控制器来达到高精度应用,在细胞分析应用上,点到点低速,我们采用光栅编码器10nm,一体式模组加工,重复定位精度可达0.1um,定位精度可达0.4um;这其中PMAC音圈电机控制器功不可没;
PMAC音圈电机控制器主要有以下特点。
(1)适应多种硬件操作平台。PMAC可以在IBM及其兼容机上运行,开发环境可以是98、NT、Wins2000、XP,而且可以选择PC、STD、VME、PCI等不同的总线形式。底层控制程序针对PMAC,使得控制软件可以在不同的硬件平台上使用。
(2)强大的伺服控制能力。一般来说,伺服能力过去经常用每小时完成的操作或者生产的合格零件数来衡量。但是,随着近年来机械生产效率的提高及全自动化的要求,对于产品质量的要求大大提高了,几乎越了对生产率的要求,因而很难用单项指标来衡量系统的伺服控制能力。
(3)反馈与控制。由PMAC构成的数控体系,实现了通过在电机和负载上都使用传感器从而同时获得高精度和高稳定性*结合。这一点的实现主要得益于其体系结构的两个特点:一是采用了PID与Norch滤波器的组合。二是自适应技术的运用,在反馈环中的许多增益值都具有根据系统的具体配置状况来自动调节的特点。这一反馈结构具有极强的灵活性,可以使数控系统在电机与负载耦合不太理想的情况下保持较高的数控伺服稳定性。
(4)插补与位置控制功能。在完成插补前,对零件程序进行译码、刀具补偿、坐标位移计算、进给速度处理等的预处理,然后将数据送给轨迹生成器进行插补计算,给定各坐标轴一系列的命令位置值。借助于DSP的计算功能增强了PMAC的解算能力。DSP可以对常量、变量进行算术运算、逻辑运算以及越运算,可以避免主机在进行这些操作时所造成的计算延迟和通信延迟。因此PMAC具有高速的处理能力、在运行中而平滑地计算三维位置和大的输入带宽等优良的伺服控制器能力。PMAC运动控制器可以进行直线与圆弧插补。位置控制功能主要是对坐标位置给定值与由位置检测器测到的实际位置值进行比较并获得偏差、进行自动加减速、回基准点、对伺服滞后量的监视与漂移补偿,*得到速度控制的模拟电压以驱动电机。
(5)强大的变量和内存管理能力以及绝大部分地址的开放。当一个地址时,必须指出使用哪一半内存(X或Y),还是作为一个48位字来使用。如果使用了附件DPRAM,则DPRAM将被映射进PMAC内存空间的固定位置。PMAC卡与DPRAM配合可以获得更多的功能和灵活性。利用DPRAM可以实现PMAC与PIC进行快速的数据和命令通信,在向PMAC写数据时通常用于在实时状态下快速的位置数据和程序信息的重复下载,在从PMAC读数据时通常用于重复快速地获得状态信息,包括电机状态、位置、速度、跟随误差等数据不断地更新并被PLC程序或PMAC自动写入DPRAM。PC机能实时从DPRAM发送或获取数据,从而快速完成通信。
(6)伺服系统的匹配。PMAC具有扩展的、模拟的和数字的输入输出能力,通过设置相应的参数和接口卡,就可以控制步进、交/直流伺服、音圈电机、直线电机,液压伺服等各类电机。
(7)可以接受各类反馈。PMAC的DSP与受控轴之间的接口是通过被称为DSPGATE的特殊门阵列ICS来实现的。每一个DSPGATE控制四路编码器输入和四个模拟输出通道,PMAC可直接接受0~5V的增量式A/B正交编码器信号,单端和差动输入都可以。同时,使用合适的附件,它还能够接受旋转变压器、*编码器、模拟量或者磁致伸缩线性位移传感器等的反馈。PMAC运动控制器高度的数据结构灵活性允许用户为任一电机通道分配任一反馈编码通道。
(8)与PC通信。PMAC可通过串行端口、总线端口和双端口RAM方式实现与上位机的通信。PMAC的RS-422接受器可以接收来自于RS-422信号,但噪声容限则趋向*低。PMAC可以随时与主机通信,甚至在一个运动序列中间也可以通信;PMAC将命令放入一个程序缓冲区在一个任务优先级程序控制下执行,提供数据以响应主机,如果命令是非法的,它将会向主机报错。
(9)内装软件化的PLC。PLC程序用于执行监视模拟和数字输入,设置输出,发送信息,监视运动参数,改变增益以及开始和停止运动等与运动不同步的操作。PMAC在处理器时间允许的情况下尽可能快地连续扫描它们的操作,*多可扩展到1024点。
(10)安全性。一个高性能的数控系统不仅要求强大的伺服控制能力,其安全性也具有十分重要的地位。安全性包括两个方面:一是系统调试时在极限状态过程中所表现的稳定性,这一点关系到调试人员的安全;二是系统在日常运行过程中所表现的系统损坏以及危及工作者安全的稳定性,这主要是指系统保持性能。PMAC所组成的数控系统的安全性是通过几个极限状态的限制来完成的。
在用音圈电机平台模组解决高速高精密应用它是一个系统问题,需要根据实际应用需求来规划硬件软件,单机运行还是流水线式集中控制,解决方案完全不一样;
音圈电机的安装过程中的注意事项
跟传统电机相比,音圈电机主要特点:结构紧凑、功率损耗小、快移速度高、加速度高、高速度。因而音圈电机近年来得到了越来越广的应用。本文为你介绍同茂音圈电机在安装过程中的一些注意事项。
由于音圈电机装配后,拆装相对较麻烦,因此必须做好装配前准备工作。装配前应按目录清点零件,收集所需工装,清洗零件,按图纸对零件进行检测。按照音圈电机装配工艺流程进行装配。 在安装过程中需要注意一下几点:
1、磁性材料距次级部构芯距离必须保证>100mm;
2、安装、维修、维护设备时要带工作手套;
3、不能将强磁体放在次级部构芯附近;(装配直线电机时,为了应急,应*少应准备两个高强 度、非磁性材料制造的楔形物(如:不锈钢扁铲),一把锤子,用于吸到次级部构芯零件的分开)
4、装配前才能拆掉次级部构芯包装箱;
5、装配时至少有2人操作;
6、不能把初级部构芯直接放到次级部构芯上;
7、 在初级部构芯和次级部构芯已被装好在直线导轨上之后,要防止由于磁力作用在移动方向上移动。
当然如果音圈马达(音圈电机)和其他的设备一起来使用,相互之间的衔接也都是至关重要的关键。如果我们可以更好的完成这些事情,并且认真的做好具体的衔接工作,两个方面的配合才可以更加的到位,否则整个使用的时候可能会受到很大的影响。
同时, 在购买音圈电机的时候,一定要注意选购渠道,为了保证电机设备的质量,要通过正规厂家来采购。在购买电机设备的时候,可以选择昆山同茂电机所销售的设备,公司所提供的设备产品质量有保证,同时还可以为客户提供使用操作指导或安装视频,让人们在安装使用的时候更加的便捷。欢迎广大客户前来咨询洽谈。
音圈电机驱动电路
一个音圈电机驱动电路,控制信号从单片机的DAC接口取出,经过一级放大电路放大两倍,由一个限压二极管把电压限制在1V防止异常信号放大后烧毁电机。驱动电流使用的是放大器和MOS管组成的电压源转电流源电路。过电流为I=Vin/R47,NMOS管采用的是2SK428开关管。
音圈电机的*电压是4.8V,*电流是1.21A。经过mul_hide href="http://www.elecfans.com/tags/ti/" target=_blank>tisim仿真后输出大概满足设计要求,我的问题是这个驱动电路应该如何和音圈电机连接。1种是驱动电路的输出和音圈电机的正极相连,音圈电机的负极和地GND相连。2种是需要外接一个6.5V的电压,此时的驱动电路应该如何与音圈电机连接,电路图如下:
音圈电机有它的应用,是旋转电机所不能替代的。但是并不是任何场合使用直线感应电机都能取得良好效果。为此必须首先了解音圈电机的应用原则,以便能恰到好处地应用它。其应用原则有以下几个方面:
1.选择合适的运动速度。音圈电机的运动速度与同步速度有关,而同步速度又正比于极距。因此极距的选择范围决定了运动速度的选择范围。
2.要有合适的推力。旋转电机可以适应很大的推力范围。将旋转电机配上不同的变速箱,可以得到不同的转速和转矩。在低速的场合,转矩可以扩大几十到几百倍,以至于用一个很小的旋转电机就可以推动一个很大的负载,当然功率是守恒的。音圈电机(马达)则不同,它无法用变速箱改变速度和推力,因此它的推力无法扩大。要得到比较大的推力,只有依靠加大电动机的尺寸。这有时是不经济的。一般来说,在工业应用中,音圈电机适用于推动轻载。
3.要有合适的往复频率。在工业应用中,音圈电机是往复运动的。为了达到较高的劳动生产率,要求有较高的往复频率。
4.要有合适的定位精度。在许多应用场合,电动机运行到位时由机械限位使之停止运动。为了使在到位时冲击小,可以加上机械缓冲装置。在没有机械限位的场合,比较简单的定位方法是,在到位前通过行程开关控制,对电机做反接制动或能耗制动,使在到位时停下来。而音圈电机具有非常高的定位精度。
音圈电机的主要应用模式
音圈电机是一种将电能转化为机械能的装置,并实现直线型及有限摆角的运动。它利用来自永恒磁场或通电线圈导体产生的磁场中磁极的相互作用产生有规律的运动。因为音圈电机(音圈马达)是一种非换流型动力装置,其定位精度完全取决于反馈及控制系统,与音圈电机(音圈马达)本身无关。采用合适的定位反馈及感应装置其定位精度可以轻易达到10NM,加速度可达300g(实际加速度取决于负载物具休工作状况) 。
音圈电机(音圈马达)规格、样式很多,无论是直线型或是摆动型,他们基本原理相同。通电导体穿过磁场的时候,会产生一个垂直于磁场线的力,这个力的大小取决于通过场的导体的长度,磁场及电流的强度。音圈电机(音圈马达)将实际的电流转化为直线推力或扭力,它们的大小是同实际通过的电流的大小成比例。
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