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工業(yè)運動控制中的測量技術

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  • 發(fā)布日期：2015-04-02
工業(yè)運動控制涵蓋一系列應用，包括基于逆變器的風扇或泵控制、具有更為復雜的交流驅動控制的工廠自動化以及高級自動化應用(如具有高級伺服控制的機器人)。這些系統(tǒng)需要檢測和反饋多個變量，例如電機繞組電流或電壓、直流鏈路電流或電壓、轉子位置和速度。在諸如增值功能(如狀態(tài)監(jiān)控)等考慮因素中，終端應用需求、系統(tǒng)架構、目標系統(tǒng)成本或系統(tǒng)復雜度將決定變量的選擇和所需的測量精度。據(jù)報道，電機占全球總能耗的40%，國際法規(guī)越來越注重整個工業(yè)運動應用的系統(tǒng)效率，因此，這些變量越來越重要，特別是電流和電壓。 本文將根據(jù)電機額定功率、系統(tǒng)性能要求以及終端應用，重點討論各種電機控制信號鏈拓撲中的電流與電壓檢測。在此情況下，電機控制信號鏈的實現(xiàn)會因傳感器選擇、電流隔離要求、模數(shù)轉換器(ADC)選擇、系統(tǒng)集成以及系統(tǒng)功耗和接地劃分的不同而有所差異。 從簡單的逆變器到復雜的伺服驅動器，電機控制應用涵蓋一系列電機類型，但所有電機均包含特定功率級的電機控制系統(tǒng)，以及具有不同級別的檢測和反饋，可驅動脈沖寬度調制器(PWM)模塊的處理器。圖1為應用圖譜的簡化圖，展示了復雜度從左至右逐步提高的各種系統(tǒng)，首先是簡單的控制系統(tǒng)，如無需精密反饋僅使用簡單微處理器即可實現(xiàn)的泵、風扇和壓縮機。隨著系統(tǒng)復雜度的提高(即移向圖譜的較高端)，復雜控制系統(tǒng)要求精確反饋和高速通信接口。
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