1、直流伺服電動(dòng)機驅動(dòng)器
直流伺服電動(dòng)機驅動(dòng)器多采用脈寬調制(PWM)伺服驅動(dòng)器,通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變加在電動(dòng)機電樞兩端的平均電壓,從而改變電動(dòng)機的轉速。
PWM伺服驅動(dòng)器具有調速范圍寬、低速特性好、響應快、效率高、過(guò)載能力強等特點(diǎn),在工業(yè)機器人中常作為直流伺服電動(dòng)機驅動(dòng)器。
2、同步式交流伺服電動(dòng)機驅動(dòng)器
同直流伺服電動(dòng)機驅動(dòng)系統相比,同步式交流伺服電動(dòng)機驅動(dòng)器具有轉矩轉動(dòng)慣量比高、無(wú)電刷及換向火花等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)機器人中得到廣泛應用。
同步式交流伺服電動(dòng)機驅動(dòng)器通常采用電流型脈寬調制(PWM)相逆變器和具有電流環(huán)為內環(huán)、速度環(huán)為外環(huán)的多閉環(huán)控制系統,以實(shí)現對三相永磁同步伺服電動(dòng)機的電流控制。根據其工作原理、驅動(dòng)電流波形和控制方式的不同,它又可分為兩種伺服系統:
(1)矩形波電流驅動(dòng)的永磁交流伺服系統。
(2)正弦波電流驅動(dòng)的永磁交流伺服系統。
采用矩形波電流驅動(dòng)的永磁交流伺服電動(dòng)機稱(chēng)為無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機,采用正弦波電流驅動(dòng)的永磁交流伺服電動(dòng)機稱(chēng)為無(wú)刷交流伺服電動(dòng)機。
3、步進(jìn)電動(dòng)機驅動(dòng)器
步進(jìn)電動(dòng)機是將電脈沖信號變換為相應的角位移或直線(xiàn)位移的元件,它的角位移和線(xiàn)位移量與脈沖數成正比。轉速或線(xiàn)速度與脈沖頻率成正比。在負載能力的范圍內,這些關(guān)系不因電源電壓、負載大小、環(huán)境條件的波動(dòng)而變化,誤差不長(cháng)期積累,步進(jìn)電動(dòng)機驅動(dòng)系統可以在較寬的范圍內,通過(guò)改變脈沖頻率來(lái)調速,實(shí)現快速起動(dòng)、正反轉制動(dòng)。作為一種開(kāi)環(huán)數字控制系統,在小型機器人中得到較廣泛的應用。但由于其存在過(guò)載能力差、調速范圍相對較小、低速運動(dòng)有脈動(dòng)、不平衡等缺點(diǎn),一般只應用于小型或簡(jiǎn)易型機器人中。
4、直接驅動(dòng)
所謂直接驅動(dòng)(DD)系統,就是電動(dòng)機與其所驅動(dòng)的負載直接耦合在一起,中間不存在任何減速機構。
同傳統的電動(dòng)機伺服驅動(dòng)相比,DD驅動(dòng)減少了減速機構,從而減少了系統傳動(dòng)過(guò)程中減速機構所產(chǎn)生的間隙和松動(dòng),極大地提高了機器人的精度,同時(shí)也減少了由于減速機構的摩擦及傳送轉矩脈動(dòng)所造成的機器人控制精度降低。而DD驅動(dòng)由于具有上述優(yōu)點(diǎn),所以機械剛性好,可以高速高精度動(dòng)作,且具有部件少、結構簡(jiǎn)單、容易維修、可靠性高等特點(diǎn),在高精度、高速工業(yè)機器人應用中越來(lái)越引起人們的重視。
作為DD驅動(dòng)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節是DD電動(dòng)機及其驅動(dòng)器。它應具有以下特性:
(1)輸出轉矩大:為傳統驅動(dòng)方式中伺服電動(dòng)機輸出轉矩的50~100倍。
(2)轉矩脈動(dòng)小: DD電動(dòng)機的轉矩脈動(dòng)可抑制在輸出轉矩的5%~10%以?xún)取?/div>
(3)效率:與采用合理阻抗匹配的電動(dòng)機(傳統驅動(dòng)方式下)相比,DD電動(dòng)機是在功率轉換較差的使用條件下工作的。因此,負載越大,越傾向于選用較大的電動(dòng)機。
目前,DD電動(dòng)機主要分為變磁阻型和變磁阻混合型,有以下兩種結構型式:
(1)雙定子結構變磁阻型DD電動(dòng)機;
(2)中央定子型結構的變磁阻混合型DD電動(dòng)機。
5、特種驅動(dòng)器
(1)壓電驅動(dòng)器
眾所周知,利用壓電元件的電或電致伸縮現象已制造出應變式加速度傳感器和超聲波傳感器,壓電驅動(dòng)器利用電場(chǎng)能把幾微米到幾百微米的位移控制在高于微米級大的力,所以壓電驅動(dòng)器一般用于特殊用途的微型機器人系統中。
(2)超聲波電動(dòng)機
(3)真空電動(dòng)機
用于超潔凈環(huán)境下工作的真空機器人,例如用于搬運半導體硅片的超真空機器人等