南調機電設備——伺服驅動器的基本要求

伺服驅動器

1、調速范圍寬

2、定位精度高

3、有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性

4、快速響應，無超調

為了保證生產率和加工質量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應特性，即要求跟蹤指令信號的響應要快，因為數(shù)控系統(tǒng)在啟動、制動時，要求加、減加速度足夠大，縮短進給系統(tǒng)的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。

5、低速大轉矩，過載能力強

一般來說，伺服驅動器具有數(shù)分鐘甚至半小時內1.5倍以上的過載能力，在短時間內可以過載4～6倍而不損壞。

6、可靠性高

要求數(shù)控機床的進給驅動系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應能力和很強的抗干擾的能力。

對電機的要求

1、從速到速電機都能平穩(wěn)運轉，轉矩波動要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。

2、電機應具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉矩的要求。一般直流伺服電機要求在數(shù)分鐘內過載4～6倍而不損壞。

3、為了滿足快速響應的要求，電機應有較小的轉動慣量和大的堵轉轉矩，并具有盡可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。

4、電機應能承受頻繁啟、制動和反轉。

廣州市南調機電設備有限公司為您介紹伺服驅動器的工作原理及伺服驅動器的常見接線方法，幫助大家對伺服驅動器有進一步了解，大家如果想深入的了解伺服驅動器的請前來咨詢！

伺服驅動器的工作原理及伺服驅動器的常見接線方法

伺服驅動器在控制信號的作用下驅動執(zhí)行電機，因此驅動器是否能正常工作直接影響設備的整體性能。在伺服控制系統(tǒng)中，伺服驅動器相當于大腦，執(zhí)行電機相當于手腳。而伺服驅動器在伺服控制系統(tǒng)中的作用就是調的轉速，因此也是一個自動調速系統(tǒng)。

交流永磁同步伺服驅動器結構

伺服驅動器大體可以劃分為功能比較獨立的功率板和控制板兩個模塊。功率板（驅動板）是強電部，分其中包括兩個單元，一是功率驅動單元IPM用于電機的驅動，二是開關電源單元為整個系統(tǒng)提供數(shù)字和模擬電源。

1.功率驅動單元

功率驅動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應的直流電。經過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。

2.控制單元

控制單元是整個交流伺服系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)系統(tǒng)位置控制、速度控制、轉矩和電流控制器。所采用的數(shù)字信號處理器（DSP）除具有快速的數(shù)據(jù)處理能力外，還集成了豐富的用于電機控制的專用集成電路，如A/D轉換器、PWM發(fā)生器、定時計數(shù)器電路、異步通訊電路、CAN總線收發(fā)器以及高速的可編程靜態(tài)RAM和大容量的程序存儲器等。對于永磁同步電機，轉子磁通位置與轉子機械位置相同，這樣通過檢測轉子的實際位置就可以得知電機轉子的磁通位置，從而使永磁同步電機的矢量控制比起異步電機的矢量控制有所簡化。

南調機電設備——伺服驅動器控制交流永磁伺服電機

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、交流可調速技術及控制技術等支撐技術的快速發(fā)展，使得永磁交流伺服技術有著長足的發(fā)展。永磁交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高，價格趨于合理，使得永磁交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、要求的伺服驅動領域成了現(xiàn)代電伺服驅動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。

伺服驅動器在控制交流永磁伺服電機時，可分別工作在電流（轉矩）、速度、位置控制方式下。系統(tǒng)的控制結構框圖如圖4所示由于交流永磁伺服電機（pmsm）采用的是磁鐵勵磁，其磁場可以視為是恒定；同時交流永磁伺服電機的電機轉速就是同步轉速，即其轉差為零。這些條件使得交流伺服驅動器在驅動交流永磁伺服電機時的數(shù)學模型的復雜程度得以大大的降低。從圖4可以看出，系統(tǒng)是基于測量電機的兩相電流反饋（ia、ib）和電機位置。將測得的相電流（ia、ib）結合位置信息，經坐標變化（從a，b，c坐標系轉換到轉子d，q坐標系），得到id、iq分量，分別進入各自得電流調節(jié)器。電流調節(jié)器的輸出經過反向坐標變化（從d，q坐標系轉換到a，b，c坐標系），得到三相電壓指令?？刂菩酒ㄟ^這三相電壓指令，經過反向、后，得到6路pwm波輸出到功率器件，控制電機運行。系統(tǒng)在不同指令輸入方式下，指令和反饋通過相應的控制調節(jié)器，得到下一級的參考指令。在電流環(huán)中，d，q軸的轉矩電流分量（iq）是速度控制調節(jié)器的輸出或外部給定。而一般情況下，磁通分量為零（id=0），但是當速度大于限定值時，可以通過弱磁（id《0），得到更高的速度值。

從a，b，c坐標系轉換到d，q坐標系有克拉克（clarke）和帕克（park）變換來是實現(xiàn)；從d，q坐標系轉換到a，b，c坐標系是有克拉克和帕克的逆變換來是實現(xiàn)的。

南調機電設備——伺服驅動器需要什么樣的脈沖？

1.正反脈沖控制（CW CCW）；脈沖加方向控制（pulse direction）；AB相輸入（相位差控制，常見于手輪控制）。

2.伺服驅動器主程序主要用來完成系統(tǒng)的初始化、LO接口控制信號、DSP內各個控制模塊寄存器的設置等。

3.伺服驅動器所有的初始化工作完成后，主程序才進入等待狀態(tài)，以及等待中斷的發(fā)生，以便電流環(huán)與速度環(huán)的調節(jié)。

4.中斷服務程序主要包括四M定時中斷程序光電編碼器零脈沖捕獲中斷程序、功率驅動保護中斷程序、通信中斷程序。

        

      隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應用，伺服驅動器使用、伺服驅動器調試、伺服驅動器維修都是伺服驅動器在當今比較重要的技術課題，越來越多工控技術服務商對伺服驅動器進行了技術深層次研究。

驅動的脈沖指令輸入方式可能有三種：

（1）差分驅動輸入方式；脈沖輸入頻率500KHZ 　　

（2）集電極開來輸入方式；脈沖輸入量頻率200KHZ 　　

（3）高速差分驅動輸入方式；脈沖輸入量頻率4MHZ 　

驅動器的脈沖指令輸入形式也有三種：

（1）方向 脈沖 　　

（2）A，B相正交脈沖 　　

（3）CW/CCW正傳/反轉脈沖