伺服驅(qū)動(dòng)器介紹

伺服驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動(dòng)化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計(jì)合理與否，對(duì)于整個(gè)伺服控制系統(tǒng)，特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用

Elmo工業(yè)級(jí)驅(qū)動(dòng)器概述

1) Elmo的SimplIQ數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器結(jié)合了高功率密度，智能化，多功能及節(jié)省設(shè)計(jì)空間等特點(diǎn)；其直流輸入范圍是7.5V-750VDC，電流從1A-100A，適用于有刷電機(jī)，正玄波及方波電機(jī)。

2) 驅(qū)動(dòng)器內(nèi)整合了Elmo特有的SimplIQ運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)，該技術(shù)使驅(qū)動(dòng)器能提供醉優(yōu)的伺服控制特性，編程能力并支持標(biāo)準(zhǔn)化的通訊協(xié)議。

3) 所有的伺服驅(qū)動(dòng)器都有一個(gè)數(shù)字化的核心，包括電流，速度和位置閉環(huán)控制以及范圍廣泛的整流方式和位置反饋類型。

4) 醉終帶來了更高的動(dòng)力，更高精度并具有多種實(shí)現(xiàn)方式的系統(tǒng)。

C3 powerPLmC對(duì)于今天具有嚴(yán)格要求的工業(yè)應(yīng)用，無論是單獨(dú)的應(yīng)用，還是驅(qū)動(dòng)器集成應(yīng)用，都可以為您提供一個(gè)完整的機(jī)械控制解決方案。

運(yùn)動(dòng)

:基于PLCopen規(guī)范的多軸運(yùn)動(dòng)

:CANopen具有Sync報(bào)文接口，以

控制伺服軸

:用于軸間耦合的HEDA實(shí)時(shí)總線

:::集中運(yùn)動(dòng)控制的32﹢軸

接口特性

:10/100 Mbps雙絞線以太網(wǎng)

:CANopenzui多127個(gè)運(yùn)動(dòng)或

I/O節(jié)點(diǎn)

:Profibus DP從動(dòng)裝置選項(xiàng)

:Parker InteractXTM以太網(wǎng)兼

容性

:OPC福務(wù)器

:Web福務(wù)器

:pier對(duì)pier的數(shù)據(jù)交換

控制特性

:帶CoDeSys接口的IEC61131-3

編程

:支持的語言: LD、ST、IL、

FBD、SFC和CFC

:對(duì)于1000線代碼(IL)100μs的處

理時(shí)間

:1ms zui小周期時(shí)間

:實(shí)時(shí)多任務(wù)

:調(diào)試、單步、（監(jiān)）間控工能

:模擬，在線跟蹤

:在線編程更改

:實(shí)時(shí)時(shí)鐘

:0定時(shí)器

:在單機(jī)版本上的64MB程序內(nèi)存

:在驅(qū)動(dòng)器集成的版本上的4MB程

序內(nèi)存

I/O

:PIO通過CANopen主動(dòng)接口用于

數(shù)字和模擬量分布的I/O(控制其

他CANopen裝置)

:Compax3伺服驅(qū)動(dòng)器的板載I/O

伺服驅(qū)動(dòng)器控制交流永磁伺服電機(jī)

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)及控制技術(shù)等支撐技術(shù)的快速發(fā)展，使得永磁交流伺服技術(shù)有著長(zhǎng)足的發(fā)展。永磁交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高，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(qū)動(dòng)領(lǐng)域成了現(xiàn)代電伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

伺服驅(qū)動(dòng)器在控制交流永磁伺服電機(jī)時(shí)，可分別工作在電流（轉(zhuǎn)矩）、速度、位置控制方式下。系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示由于交流永磁伺服電機(jī)（pmsm）采用的是磁鐵勵(lì)磁，其磁場(chǎng)可以視為是恒定；同時(shí)交流永磁伺服電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速就是同步轉(zhuǎn)速，即其轉(zhuǎn)差為零。這些條件使得交流伺服驅(qū)動(dòng)器在驅(qū)動(dòng)交流永磁伺服電機(jī)時(shí)的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程度得以大大的降低。從圖4可以看出，系統(tǒng)是基于測(cè)量電機(jī)的兩相電流反饋（ia、ib）和電機(jī)位置。將測(cè)得的相電流（ia、ib）結(jié)合位置信息，經(jīng)坐標(biāo)變化（從a，b，c坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)子d，q坐標(biāo)系），得到id、iq分量，分別進(jìn)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(biāo)變化（從d，q坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到a，b，c坐標(biāo)系），得到三相電壓指令。控制芯片通過這三相電壓指令，經(jīng)過反向、后，得到6路pwm波輸出到功率器件，控制電機(jī)運(yùn)行。系統(tǒng)在不同指令輸入方式下，指令和反饋通過相應(yīng)的控制調(diào)節(jié)器，得到下一級(jí)的參考指令。在電流環(huán)中，d，q軸的轉(zhuǎn)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(dāng)速度大于限定值時(shí)，可以通過弱磁（id《0），得到更高的速度值。

從a，b，c坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到d，q坐標(biāo)系有克拉克（clarke）和帕克（park）變換來是實(shí)現(xiàn)；從d，q坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到a，b，c坐標(biāo)系是有克拉克和帕克的逆變換來是實(shí)現(xiàn)的。