伺服驱动器有哪些特点_伺服驱动器特点详解

2018-02-07 16:50:59编辑:王磊 关键字:伺服驱动器

    伺服驱动器(servo drives)又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的高端产品。


    工作原理


  目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电,再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。


  随着伺服系统的大规模应用,伺服驱动器使用、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器在当今比较重要的技术课题,越来越多工控技术服务商对伺服驱动器进行了技术深层次研究。


  伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分,被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否,对于整个伺服控制系统,特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。

  


    基本要求


  伺服进给系统的要求


  1、调速范围宽


  2、定位精度高


  3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性


  4、快速响应,无超调


  为了保证生产率和加工质量,除了要求有较高的定位精度外,还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,因为数控系统在启动、制动时,要求加、减加速度足够大,缩短进给系统的过渡过程时间,减小轮廓过渡误差。


  5、低速大转矩,过载能力强


  一般来说,伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力,在短时间内可以过载4~6倍而不损坏。


  6、可靠性高


  要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好,具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。


  对电机的要求


  1、从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1r/min或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。


  2、电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4~6倍而不损坏。


  3、为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。


  4、电机应能承受频繁启、制动和反转。


    伺服驱动器有哪些特点


  1、伺服驱动器软件程序主要包括主程序、中断服务程序、数据交换程序。

  

  2、伺服驱动器主程序主要用来完成系统的初始化、LO接口控制信号、DSP内各个控制模块寄存器的设置等。

  

  3、伺服驱动器所有的初始化工作完成后,主程序才进入等待状态,以及等待中断的发生,以便电流环与速度环的调节。

  

  4、伺服驱动器所有的初始化工作完成后,主程序才进入等待状态,以及等待中断的发生,以便电流环与速度环的调节。

  

  5、伺服驱动器初始化主要包括DsP内核的初始化、电流环与速度环周期设定、PWM初始化、四M启动、ADc初始化与启动、QEP初始化、矢量与永磁同步电机转子的初始位置初始化、多次伺服电机相电流采样、求出相电流的零偏移量、电流与速度P调节初始化等。

  

  6、PWM定时中断程序有的用来对霍尔电流传感器采样A、B两相电流ia、ib进行采样、定标,以及根据磁场定向控制原理,计算转子磁场定向角,再角,再生成PWM信号对位置环与速度环进行控制。

  

  7、功率驱动保护中断程序主要用于检测智能功率模块的故障输出。

  

  8、光电编码器零脉冲捕获中断程序可实现对编码器反馈零脉冲精确确地捕获,从而可以得到交流永磁同步电机矢量变换定向角度的修正值。

  

  9、数据交换程序主要包括与上位机的通信程序、EEPRoM参的读取、数码管显示程序等。参数的存储控制器键盘值。


  10、伺服驱动器软件主程序流程图。

关键字:伺服驱动器

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