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工業(yè)運動控制中的測量技術(shù)

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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(yīng)用，包括基于逆變器的風(fēng)扇或泵控制、具有更為復(fù)雜的交流驅(qū)動控制的工廠自動化以及高級自動化應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)用需求、系統(tǒng)架構(gòu)、目標(biāo)系統(tǒng)成本或系統(tǒng)復(fù)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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)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(fù)雜的伺服驅(qū)動器，電機控制應(yīng)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(qū)動脈沖寬度調(diào)制器(PWM)模塊的處理器。圖1為應(yīng)用圖譜的簡化圖，展示了復(fù)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(fēng)扇和壓縮機。隨著系統(tǒng)復(fù)雜度的提高(即移向圖譜的較高端)，復(fù)雜控制系統(tǒng)要求精確反饋和高速通信接口。

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