伺服驅(qū)動(dòng)器功能模塊的實(shí)現(xiàn)及原理分析
bmller 2022-09-15
隨著現(xiàn)代電機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、永磁材料技術(shù)、交流可調(diào)速技術(shù)和控制技術(shù)的快速發(fā)展，永磁交流伺服技術(shù)發(fā)展迅速。永磁交流伺服系統(tǒng)的性能日益提高，價(jià)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(dòng)領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代電動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
電機(jī)無電刷和換向器，工作可靠，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)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(yīng)用于機(jī)床、機(jī)械設(shè)備、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、印刷設(shè)備、裝配機(jī)器人、加工機(jī)械、高速卷繞機(jī)、紡織機(jī)械等場(chǎng)合，以滿足傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展需求。
永磁交流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器經(jīng)歷了模擬和模式混合的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了全數(shù)字時(shí)代。全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)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(shì)，使伺服驅(qū)動(dòng)器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)和全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器。
伺服驅(qū)動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)硬件和控制算法兩部分組成。控制算法是決定交流伺服系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一，是國外交流伺服技術(shù)封鎖的主要組成部分，也是技術(shù)壟斷的核心。
交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器主要由伺服控制單元、功率驅(qū)動(dòng)單元、通信接口單元、伺服電機(jī)及相應(yīng)的反饋檢測(cè)設(shè)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(dòng)集成了先進(jìn)的控制技術(shù)和控制策略，非常適合高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，也反映了強(qiáng)大的智能，靈活性是傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無法比擬的。
目前主流伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）作為控制的核心，其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制算法、事項(xiàng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。智能功率模塊廣泛應(yīng)用于功率設(shè)備（ipm）驅(qū)動(dòng)電路為核心設(shè)計(jì)，ipm驅(qū)動(dòng)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(cè)保護(hù)電路。主電路還增加了軟啟動(dòng)電路，以減少啟動(dòng)過程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的影響。
伺服驅(qū)動(dòng)器一般可分為功能相對(duì)獨(dú)立的功率板和控制板兩個(gè)模塊。
