南調(diào)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(diào)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(jīng)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(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)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，plc控制伺服驅動器價格，經(jīng)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(diào)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(diào)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，云浮plc控制伺服驅動器，c坐標系是有克拉克和帕克的逆變換來是實現(xiàn)的。

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  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(diào)的轉速，因此也是一個自動調(diào)速系統(tǒng)。

　驅動器的核心主控板，驅動器由繼電器板傳遞控制信號和檢測信號，plc控制伺服驅動器有哪些牌子，完成上圖的雙閉環(huán)控制，包括轉速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)，實現(xiàn)執(zhí)行電機的轉速控制和換相控制。驅動器的驅動板從主控板接受信號驅動功率變換電路，實現(xiàn)執(zhí)行電機的正常工作。

　　伺服驅動器內(nèi)部結構：

　　伺服驅動器內(nèi)部結構由電源電路、繼電器板電路、主控板電路、驅動板電路及功率變換電路組成。電源電路作用，plc控制伺服驅動器排名，將外部輸入的直流電轉換為大小不同的直流電輸出，為后續(xù)的繼電器板、驅動板、功率變換電路提供直流電源。繼電器板作用，提供直流電完成控制信號、檢測信號傳遞。

1. 主回路接線：

　　1）.R、S、T電源線的連接；

　　2）伺服驅動器U、V、W與伺服電動機電源線U、V、W之間的接線；

　　2. 控制電源類接線：

　　1）. r 、t控制電源接線；

　　2）I/O口控制電源接線；

　　3. I/O接口與反饋檢測類接線

 南調(diào)機電設備——伺服電機? 伺服驅動器的控制原理

       伺服電機和伺服驅動器是一個有機的整體，伺服電動機的運行性能是電動機及其驅動器二者配合所反映的綜合效果。

       1、永磁式同步伺服電動機的基本結構

       圖1為一臺8極的永磁式同步伺服電動機結構截面圖，其定子為硅鋼片疊成的鐵芯和三相繞組，轉子是由高矯頑力稀土磁性材料（例如釹鐵錋）制成的磁極。為了檢測轉子磁極的位置，在電動機非負載端的端蓋外面還安裝上光電編碼器。驅動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。電磁轉矩與定子電流大小的關系并不是一個線性關系。事實上，只有定子旋轉磁極對轉子磁極的切向吸力才能產(chǎn)生帶動轉子旋轉的電磁力矩。因此，可把定子電流所產(chǎn)生的磁勢分解為兩個方向的分量，沿著轉子磁極方向的為直軸（或稱d軸）分量，與轉子磁極方向正交的為交軸（或稱q軸）分量。顯然，只有q軸分量才能產(chǎn)生電磁轉矩。

       由此可見，不能簡單地通過調(diào)節(jié)定子電流來控制電磁轉矩，而是要根據(jù)定、轉子磁極軸線間的夾角θ確定定子電流磁勢的q軸和d軸分量的方向和幅值，進而分別對q軸分量和d軸分量加以控制，才能實現(xiàn)電磁轉矩的控制。這種按勵磁磁場方向對定子電流磁勢定向再行控制的方法稱為“磁場定向”的矢量控制。

       2、位置控制模式下的伺服系統(tǒng)是一個三閉環(huán)控制系統(tǒng)，兩個內(nèi)環(huán)分別是電流環(huán)和速度環(huán)。

? 穩(wěn)態(tài)誤差接近為零；

 ? 動態(tài)：在偏差信號作用下驅動電機加速或減速。

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