欧宝体育入口永磁同步伺服机电驱动器道理

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  OB欧宝官网跟着当代机电手艺、当代电力电子手艺、微电子手艺、永磁质料手艺、交换可调速手艺及掌握手艺等支持手艺的倏地开展,使患上永磁交换伺服手艺有着长足的开展。永磁交换伺服体系的机能日渐进步,价钱趋于公道,使患上永磁交换伺服体系代替直流伺服体系特别是在高精度、高机能请求的伺服驱动范畴成为了当代电伺服驱动体系的一个开展趋向。永磁交换伺服体系拥有以劣等长处:(1)电念头无电刷以及换向器,事情牢靠,保护以及调养简朴;(2)定子绕组散热快;(3)惯量小,易进步体系的倏地性;(4)顺应于高速鼎力矩事情形态;(5)不异功率下,体积以及分量较小,普遍的使用于机床、机器装备、欧宝体育官方入口搬运机构、印刷装备、装配机械人、加工机器、高速卷绕机、纺织机器等场所,满意了传动范畴的开展需要。

  永磁交换伺服体系的驱动器阅历了模仿式、形式混淆式的开展后,今朝曾经进入了全数字的时期。全数字伺服驱动器不只克制了模仿式伺服的分离性大、零漂、低牢靠性等肯定,还充实阐扬了数字掌握在掌握精度上的劣势以及掌握办法的灵敏,使伺服驱动器不只构造简朴,并且机能愈加的牢靠。如今,高机能的伺服体系,大大都接纳永磁交换伺服体系此中包罗永磁同步交换伺服电念头以及全数字交换永磁同步伺服驱动器两部门。伺服驱动器有两部门构成:驱动器硬件以及掌握算法。掌握算法是决议交换伺服体系机能黑白的枢纽手艺之一,是邦交际流伺服手艺封闭的次要部门,也是在手艺把持的中心。

  交换永磁同步伺服驱动器次要有伺服掌握单位、功率驱动单位、通信接口单位、伺服电念头及响应的反应检测器件构成,其构造构成如图1所示。此中伺服掌握单位包罗地位、速率、转矩以及电流等等。咱们的交换永磁同步驱动器其集先辈的掌握手艺以及掌握战略为一体,使其十分合用于高精度、高机能请求的伺服驱动范畴,还表现了壮大的智能化、柔性化是传统的驱动体系所不成相比的。

  今朝支流的伺服驱动器均接纳数字旌旗灯号处置器(DSP)作为掌握中心,其长处是能够完成比力庞大的掌握算法,事项数字化、收集化以及智能化。功率器件遍及接纳以智能功率模块(IPM)为中心设想的驱动电路,IPM外部集成为了驱动电路,同时拥有过电压、过电流、过热、欠压等毛病检测庇护电路,在主回路中还参加软启动电路,以减小启动历程对驱动器的打击。

  伺服驱动器大致能够分别为功用比力自力的功率板以及掌握板两个模块。如图2所示功率板(驱动板)是强电部,分此中包罗两个单位,一是功率驱动单位IPM用于机电的驱动,二是开关电源单位为全部体系供给数字以及模仿电源。

  掌握板是弱电部门,是机电的掌握中心也是伺服驱动器手艺中心掌握算法的运转载体。掌握板经由过程响应的算法输出PWM旌旗灯号,作为驱动电路的驱动旌旗灯号,来改逆变器的输出功率,以到达掌握三相永磁式同步交换伺服机电的目标。

  功率驱动单位起首经由过程三相全桥整流电路对输入的三相电大概市电停止整流,获患上响应的直流电。颠末整流好的三相电或市电,再经由过程三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交换伺服机电。功率驱动单位的全部历程能够简朴的说就是AC-DC-AC的历程。整流单位(AC-DC)次要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

  逆变部门(DC-AC)接纳接纳的功率器件集驱动电路,庇护电路以及功率开对于一体的智能功率模块(IPM),次要拓扑构造是接纳了三相桥式电路道理图见图3,操纵了脉宽调制手艺即PWM(Pulse Width Modulation)经由过程改动功率晶体管瓜代导通的工夫来改动逆变器输出波形的频次,改动每一半周期内晶体管的通断工夫比,也就是说经由过程改动脉冲宽度来改动逆变器输出电压副值的巨细以到达调理功率的目标。

  图3中 ~ 是六个功率开关管, 、 、 、别离代表3个桥臂。对各桥臂的开关形态做下列划定:当上桥臂开关管“开”形态时(此时下桥臂开关管一定是“关”形态),开关形态为1;当下桥臂开关管“开”形态时(此时下桥臂开关管一定是“关”形态),开关形态为0。三个桥臂只要“0”以及“1”两种形态,因而 、 、 构成000、00一、0十、01一、100、10一、111共八种开关管形式,此中000以及111开关形式使逆变输出电压为零,以是称这类开关形式为零形态。输出的线电压为 、 、 ,相电压为 、 、 ,此中 为直流电源电压(总线电压),按照以上阐发可获患上表1的总结。

  掌握单位是全部交换伺服体系的中心,完成体系地位掌握、速率掌握、转矩以及电流。所接纳的数字旌旗灯号处置器(DSP)除了拥有倏地的数据处置才能外,还集成为了丰硕的用于机电掌握的公用集成电路,如A/D转换器、PWM发作器、按时计数器电路、异步通信电路、CAN总线收发器以及高速的可编程动态RAM以及大容量的法式存储器等。伺服驱动器经由过程接纳磁场定向的掌握道理( FOC) 以及坐标变更,完成矢量掌握(VC) ,同时候离正弦波脉宽调制(SPWM)掌握形式对机电停止掌握 。永磁同步电念头的矢量掌握普通经由过程检测或估量机电转子磁通的地位及幅值来控订定子电流或电压,如许,机电的转矩便只以及磁通、电流有关,与直流机电的掌握办法类似,能够获患上很高的掌握机能。关于永磁同步机电,转子磁通地位与转子机器地位不异,如许经由过程检测转子的实践地位就可以够患上知机电转子的磁通地位,从而使永磁同步机电的矢量掌握比起异步机电的矢量掌握有所简化。

  伺服驱动器掌握交换永磁伺服机电( PMSM)伺服驱动器在掌握交换永磁伺服机电时,可别离事情在电流(转矩) 、速率、地位掌握方法下。体系的掌握构造框图如图4所示因为交换永磁伺服机电(PMSM) 接纳的是永世磁铁励磁,其磁场能够视为是恒定;同时交换永磁伺服机电的机电转速就是同步转速,即其转差为零。这些前提使患上交换伺服驱动器在驱动交换永磁伺服机电时的数学模子的庞大水平患上以大大的低落。从图4能够看出,体系是基于丈量机电的两相电流反应( 、 ) 以及机电地位。将测患上的相电流( 、 ) 分离地位信息,经坐标变革(从a ,b ,c 坐标系转换到转子d ,q 坐标系) ,获患上 , 重量,别离进入各患上意电流调理器。电流调理器的输出颠末反向坐标变革(从d ,q 坐标系转换到a ,b ,c 坐标系) ,获患上三相电压指令。掌握芯片经由过程这三相电压指令,颠末反向、延时后,获患上6 路PWM 波输出到功率器件,掌握机电运转。体系在差别指令输入方法下,指令以及反应经由过程响应的掌握调理器,获患上下一级的参考指令。在电流环中,d ,q 轴的转矩电流重量( )是速率掌握调理器的输出或内部给定。而普通状况下,磁通重量为零( = 0) ,可是当速率大于限制值时,能够经由过程弱磁( 《 0) ,获患上更高的速率值。

  从a,b,c坐标系转换到d,q坐标系有克拉克(CLARKE)以及帕克(PARK)变更来是完成;从d,q坐标系转换到a,b,c坐标系是有克拉克以及帕克的逆变更来是完成的。下列是两个变更公式,克拉克变更(CLARKE):

  本文简朴的引见了伺服驱动器的多少个次要的功用模块的完成及道理,谨协助各人对伺服驱动器有进一步理解之用,各人假如想更深化的理解伺服驱动器的设想道理,请参考的文献。

 

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