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伺服驅動器功能模塊的實現及原理分析

bmller 2022-09-15

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


伺服驅動器功能模塊的實現及原理分析


永磁交流伺服系統具有以下優點:

電機無電刷和換向器,工作可靠,維護保養簡單;

定子繞組散熱快;

慣性小,容易提高系統的快速度;

適用于高速大扭矩工作狀態;

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、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展需求。

永磁交流伺服系統的驅動器經歷了模擬和模式混合的發展,現在已經進入了全數字時代。全數字伺服驅動器不僅克服了模擬伺服的大分散、零漂移、低可靠性,而且充分發揮了數字控制在控制精度和控制方法靈活性方面的優勢,使伺服驅動器不僅結構簡單,而且性能更可靠。目前,高性能伺服系統大多采用永磁交流伺服系統,包括永磁交流伺服電機和全數字交流永磁同步伺服驅動器。

伺服驅動器由驅動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。


伺服驅動器功能模塊的實現及原理分析


交流永磁伺服系統的基本結構

交流永磁同步伺服驅動器主要由伺服控制單元、功率驅動單元、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動領域,也反映了強大的智能,靈活性是傳統驅動系統無法比擬的。

目前主流伺服驅動器均采用數字信號處理器(dsp)作為控制的核心,其優點是可以實現更復雜的控制算法、事項數字化、網絡化和智能化。智能功率模塊廣泛應用于功率設備(ipm)驅動電路為核心設計,ipm驅動電路集成在內部,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動器的影響。

伺服驅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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