交流永磁同步伺服電機及其驅(qū)動技術(shù)精-資料下載頁
2025-05-13 04:32本頁面
【正文】 SLRLL1L2L3C1C2uSua p w M/ ua p w Mub p w M/ ub p w Muc p w M/ uc p w MT1T2T3T4T5T6ZZZoabcnP M S MIPM內(nèi)部功能 模塊集成： ?六個 IGBT ?驅(qū)動電路 ?保護電路 。 ? IPM模塊內(nèi)部集成了六個 IGBT作為功率開關(guān)元件，同時集成了驅(qū)動電路，并設(shè)計有過電壓、過電流、過熱、欠電壓等故障檢測保護電路。IPM芯片共有 23個引腳，包括：六路 PWM信號輸入；四組供電電源，為六個功率管提供驅(qū)動電壓；四個故障信號輸出；直流母線電壓輸入；三相電壓輸出。 ? DSP輸出的 PWM信號在進入 IPM之前需用高速光耦進行隔離。 ? 故障輸出端接低速光耦。這些故障信號經(jīng)邏輯電路處理后可直接封鎖開關(guān)脈沖，同時把 DSP的引腳拉為低電平，觸發(fā)功率驅(qū)動保護中斷。 ? IPM需要四路隔離的 +15V供電，上三個橋臂各用一組，下三個橋臂共用一組。 IPM保護功能 ?設(shè)計有過電流、過熱、欠電壓等故障檢測保護電路。 IPM外形 電流測量及采樣 ? 矢量變換要求知道電機定子三相電流，實際檢測時只要檢測其中兩相即可，另外一相可以由計算得出。 ? 電流檢測可采用霍耳傳感器實現(xiàn)。 ? 霍耳傳感器檢測的電流經(jīng)放大電路處理后，送到 DSP內(nèi)部的 A/D轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字量。 霍爾效應(yīng) ? 金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng) 。 霍爾電流傳感器 ? 電流 Ip流過導體時產(chǎn)生磁場，該磁場通過聚磁環(huán)聚集感應(yīng)到霍爾器件上，使之有一電壓信號輸出。 ? 控制電流 Ic由信號處理電路提供。差動放大器的輸出比例于電流 Ip. ? 輸出與輸入是隔離的。 電平轉(zhuǎn)換電路 ? 電流 10A 0 10A 電壓 0 A/D輸入 0V 5V ? 電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)從雙極性電流到單極性電壓的轉(zhuǎn)換。 角度正余弦值的獲得 ５．一般商用 PMSM驅(qū)動器的結(jié)構(gòu) A / D力 矩 標 定A / D速 度 標 定力 矩 指 令速 度 指 令位 置 標 定速 度 軌 跡發(fā) 生 器位 置 指 令位 置 計 數(shù) 器P 控 制速 度 前 饋+P I 控 制 濾 波 器 2 P I 控 制P W M逆 變 器P M S MP G電 流 檢 測A / Dus濾 波 器 1速 度 估 計4 倍 頻每 周 脈 沖 數(shù) 標 定A A / B B / Z Z /位 置 反 饋三種工作模式：位置方式，速度方式，力矩方式 驅(qū)動器的三種工作模式 ? 交流伺服電機驅(qū)動器中一般都包含有位置回路，速度回路和力矩回路，但使用時可將驅(qū)動器、電機和運動控制器結(jié)合起來組合成不同的工作模式，以滿足不同的應(yīng)用要求。 ? 常見的工作模式有如下三類： 位置方式，速度方式，力矩方式 位置方式 ? 這種模式下，位置回路、速度回路和力矩回路都在驅(qū)動器中執(zhí)行。 ? 驅(qū)動器接受運動控制器送來的位置指令信號。 ? 以脈沖及方向指令信號形式為例： 脈沖個數(shù)決定了電機的運動位置； 脈沖的頻率決定了電機的運動速度； 而方向信號電平的高低決定了電機的運動方向 ? 這與步進電機的控制有相似之外，但脈沖的頻率要高一些，以適應(yīng)伺服電機的高轉(zhuǎn)速。 正 轉(zhuǎn) 脈 沖 串反 轉(zhuǎn) 脈 沖 串脈 沖 串 + 方 向 信 號A 相 脈 沖 串B 相 脈 沖 串P PN PPD I RP PN PLH速度方式 ? 驅(qū)動器內(nèi)僅執(zhí)行速度回路和力矩回路，由外部的運動控制器執(zhí)行位置回路的所有功能。 ? 這時運動控制器輸出 177。 １０Ｖ范圍內(nèi)的直流電壓作為速度回路的指令信號。 ? 正電壓使電機正向旋轉(zhuǎn)，負電壓使電機反向旋轉(zhuǎn)，零伏對應(yīng)零轉(zhuǎn)速。 ? 這個信號在驅(qū)動器中經(jīng) “ 速度標定 ” 后由A/D轉(zhuǎn)換器接入 DSP，由 DSP中的軟件實現(xiàn)回路的控制。 力矩方式 ? 驅(qū)動器僅實現(xiàn)力矩回路，由外部的運動控制器實現(xiàn)位置回路的功能。這時系統(tǒng)中往往沒有速度回路。 ? 力矩回路的指令信號是由運動控制器輸出 177。 １０Ｖ范圍內(nèi)的直流電壓信號。 ? 正電壓對應(yīng)正轉(zhuǎn)矩，負電壓對應(yīng)負轉(zhuǎn)矩，零伏對應(yīng)零力矩輸出。 ? 這個信號經(jīng)力矩標定后送入 DSP，由 DSP中的軟件實現(xiàn)回路的控制。 ? 力矩回路一般也采用 PI控制規(guī)律，但大多數(shù)制造商已在出廠時調(diào)整好控制參數(shù)，用戶無法修改這些參數(shù) 其它功能 ? 電機運行中速度和力矩的監(jiān)視 。 ? 參數(shù)設(shè)置及運行狀態(tài)顯示 。 ? 通訊接口 ? 限位開關(guān)處理 由軟件實現(xiàn)控制有如下特點： ? 參數(shù)不會受到器件老化、溫度漂移的影響； ? 降低干擾； ? 可實現(xiàn)一些更復雜的控制算法； ? 控制參數(shù)的改變靈活、方便； ? 回路中引入時間延遲，從而降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 永磁同步交流伺服電機與永磁直流伺服電機的比較 ? 電樞在定子上，散熱性能好； ? 沒有電刷及換向機構(gòu)，不需經(jīng)常維護； ? 產(chǎn)生的對外部的電磁干擾?。? ? 它的轉(zhuǎn)子上沒有電樞且轉(zhuǎn)子磁體多采用磁性很強的稀土材料制成，體積小，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小，從提高了電機的響應(yīng)速度； ? 控制比直流伺服電機要復雜的多。 思考題 1. 交流感應(yīng)伺服電動機和交流同步伺服電動機在結(jié)構(gòu)和原理上有何相同及不同之處？ 2. 永磁交流同步伺服電機和永磁直流伺服電機在結(jié)構(gòu)和原理上有何相同及不同之處？ 3. 與永磁式直流伺服電機相比，永磁交流同步伺服電機在力矩控制上遇到了什么困難？ 4. 說明磁場定向控制技術(shù)的基本原理及實現(xiàn)方法。 5. 交流伺服電機驅(qū)動器一般有哪幾種工作模式？每種模式有什么特點？在每種模式下驅(qū)動器如何與運動控制器配合以實現(xiàn)電機位置、速度及力矩的控制？
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