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工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制中的測(cè)量技術(shù)

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發(fā)布日期：2015-04-02

工業(yè)運(yùn)動(dòng)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(dòng)控制的工廠自動(dòng)化以及高級(jí)自動(dòng)化應(yīng)用(如具有高級(jí)伺服控制的機(jī)器人)。這些系統(tǒng)需要檢測(cè)和反饋多個(gè)變量，例如電機(jī)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(cè)量精度。據(jù)報(bào)道，電機(jī)占全球總能耗的40%，國(guó)際法規(guī)越來(lái)越注重整個(gè)工業(yè)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的系統(tǒng)效率，因此，這些變量越來(lái)越重要，特別是電流和電壓。本文將根據(jù)電機(jī)額定功率、系統(tǒng)性能要求以及終端應(yīng)用，重點(diǎn)討論各種電機(jī)控制信號(hào)鏈拓?fù)渲械碾娏髋c電壓檢測(cè)。在此情況下，電機(jī)控制信號(hào)鏈的實(shí)現(xiàn)會(huì)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(jiǎn)單的逆變器到復(fù)雜的伺服驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)控制應(yīng)用涵蓋一系列電機(jī)類型，但所有電機(jī)均包含特定功率級(jí)的電機(jī)控制系統(tǒng)，以及具有不同級(jí)別的檢測(cè)和反饋，可驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)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(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，如無(wú)需精密反饋僅使用簡(jiǎn)單微處理器即可實(shí)現(xiàn)的泵、風(fēng)扇和壓縮機(jī)。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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