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伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理分析

bmller 2022-09-15

隨著現(xiàn)代電機技術、現(xiàn)代電力電子技術、微電子技術、永磁材料技術、交流可調(diào)速技術和控制技術的快速發(fā)展,永磁交流伺服技術發(fā)展迅速。永磁交流伺服系統(tǒng)的性能日益提高,價格合理,使永磁交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng),特別是在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動領域,已成為現(xiàn)代電動伺服驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。


伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理分析


永磁交流伺服系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:

電機無電刷和換向器,工作可靠,維護保養(yǎng)簡單;

定子繞組散熱快;

慣性小,容易提高系統(tǒng)的快速度;

適用于高速大扭矩工作狀態(tài);

在相同功率下,體積和重量較小,廣泛應用于機床、機械設備、搬運機構(gòu)、印刷設備、裝配機器人、加工機械、高速卷繞機、紡織機械等場合,以滿足傳動領域的發(fā)展需求。

永磁交流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器經(jīng)歷了模擬和模式混合的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)進入了全數(shù)字時代。全數(shù)字伺服驅(qū)動器不僅克服了模擬伺服的大分散、零漂移、低可靠性,而且充分發(fā)揮了數(shù)字控制在控制精度和控制方法靈活性方面的優(yōu)勢,使伺服驅(qū)動器不僅結(jié)構(gòu)簡單,而且性能更可靠。目前,高性能伺服系統(tǒng)大多采用永磁交流伺服系統(tǒng),包括永磁交流伺服電機和全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動器。

伺服驅(qū)動器由驅(qū)動硬件和控制算法兩部分組成??刂扑惴ㄊ菦Q定交流伺服系統(tǒng)性能的關鍵技術之一,是國外交流伺服技術封鎖的主要組成部分,也是技術壟斷的核心。


伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理分析


交流永磁伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

交流永磁同步伺服驅(qū)動器主要由伺服控制單元、功率驅(qū)動單元、通信接口單元、伺服電機及相應的反饋檢測設備組成,如圖1所示。伺服控制單元包括位置控制器、速度控制器、扭矩和電流控制器等。我們的交流永磁同步驅(qū)動集成了先進的控制技術和控制策略,非常適合高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動領域,也反映了強大的智能,靈活性是傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)無法比擬的。

目前主流伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(dsp)作為控制的核心,其優(yōu)點是可以實現(xiàn)更復雜的控制算法、事項數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化。智能功率模塊廣泛應用于功率設備(ipm)驅(qū)動電路為核心設計,ipm驅(qū)動電路集成在內(nèi)部,具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路。主電路還增加了軟啟動電路,以減少啟動過程對驅(qū)動器的影響。

伺服驅(qū)動器一般可分為功能相對獨立的功率板和控制板兩個模塊。



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