交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)相電流采樣裝置對(duì)待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相電流值進(jìn)行采集獲取當(dāng)前相電流值，輸出端與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)器連接，電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)器與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流環(huán)連接；控制器判斷當(dāng)前相電流值是否落入設(shè)定的相電流區(qū)間值內(nèi)，若未落入相電流區(qū)間值內(nèi)，則驅(qū)動(dòng)電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)裝置提高占空比值或縮小占空比值，對(duì)待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。從而解決了現(xiàn)有交流異步電動(dòng)及轉(zhuǎn)速控制精度低，不具有位置控制能力的問(wèn)題。從而實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速控制控制精度達(dá)到交流永磁同步伺服電機(jī)相同精度，也可以設(shè)置為位置控制方式，用于控制機(jī)床進(jìn)給軸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)及電機(jī)控制領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]交流異步電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電力拖動(dòng)裝置。它主要由定子、轉(zhuǎn)子和它們之間的氣隙構(gòu)成。對(duì)定子繞組通往三相交流電源后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并切割轉(zhuǎn)子，獲得轉(zhuǎn)矩。三相交流異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜、過(guò)載能力強(qiáng)及使用、安裝、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但在使用過(guò)程中，交流異步電機(jī)通常由變頻器驅(qū)動(dòng)，變頻器輸出調(diào)頻調(diào)壓的三相交流電控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，沒(méi)有速度反饋，對(duì)速度控制為開(kāi)環(huán)控制，電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩嚴(yán)重下降，甚至停轉(zhuǎn)。從而嚴(yán)重影響了電機(jī)的精度及有效使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器。從而解決了現(xiàn)有交流異步電動(dòng)及轉(zhuǎn)速控制精度低，不具有位置控制能力的問(wèn)題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，其中，包括:控制器、電機(jī)相電流采樣裝置及電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)裝置;所述電機(jī)相電流采樣裝置對(duì)待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相電流值進(jìn)行采集獲取當(dāng)前相電流值，輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與所述電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)器連接，所述電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)器與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流環(huán)連接;所述控制器判斷所述當(dāng)前相電流值是否落入設(shè)定的相電流區(qū)間值內(nèi)，若未落入所述相電流區(qū)間值內(nèi)，則驅(qū)動(dòng)所述電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)裝置提高占空比值或縮小占空比值，對(duì)所述待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0006]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述控制器中設(shè)置位置環(huán)計(jì)數(shù)發(fā)生器;所述位置環(huán)計(jì)數(shù)發(fā)生器的輸出端與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置環(huán)控制器的輸入端連接。
[0007]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一端設(shè)置電機(jī)編碼器，對(duì)當(dāng)前待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的磁極位置、電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行采集。
[0008]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述電機(jī)編碼器的輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度環(huán)控制器的輸入端連接。
[0009]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述控制器為數(shù)字信號(hào)處理器。
[0010]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括:電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置;所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的供電電源為開(kāi)關(guān)電源。
[0011]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的功率驅(qū)動(dòng)模塊為智能功率模塊。
[0012]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括:人機(jī)交互輸入及顯示裝置;所述人機(jī)交互輸入及顯示裝置與所述控制器的輸入端連接，對(duì)所述當(dāng)前相電流值進(jìn)行顯示，對(duì)所述設(shè)定的相電流區(qū)間值進(jìn)行輸入設(shè)定。
[0013]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述控制器還包括:無(wú)線通信裝置;所述人機(jī)交互輸入及顯示裝置通過(guò)所述無(wú)線通信裝置與所述控制器連接。
[0014]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述人機(jī)交互輸入裝置為觸屏或鍵盤(pán);所述人機(jī)交互顯示裝置為顯示器。
[0015]本實(shí)用新型的的有益效果為:對(duì)交流異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速控制控制精度達(dá)到交流永磁同步伺服電機(jī)相同精度，也可以設(shè)置為位置控制方式，用于控制機(jī)床進(jìn)給軸。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式中，交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器的控制組成示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式中，交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器的控制組成示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型又一種實(shí)施方式中，交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器的控制組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，提供了交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，包括:控制器10、電機(jī)相電流采樣裝置20及電流環(huán)占空比IP調(diào)節(jié)裝置30。電機(jī)相電流采樣裝置20對(duì)待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相電流值進(jìn)行采集獲取當(dāng)前相電流值，輸出端與控制器10的輸入端連接，控制器10的輸出端與電流環(huán)占空比IP調(diào)節(jié)器連接，電流環(huán)占空比IP調(diào)節(jié)器與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流環(huán)連接；控制器10判斷當(dāng)前相電流值是否落入設(shè)定的相電流區(qū)間值內(nèi)，若未落入相電流區(qū)間值內(nèi)，則驅(qū)動(dòng)電流環(huán)占空比IP調(diào)節(jié)裝置30提高占空比值或縮小占空比值，對(duì)待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)為:若當(dāng)前當(dāng)前相電流值大于相電流區(qū)間值，則將占空比調(diào)大，使電流值降低。若當(dāng)前當(dāng)前相電流值小于相電流區(qū)間值，則將占空比調(diào)小，使電流值上升。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相電流的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)。上升控制器10為DSP數(shù)字信號(hào)處理器。
[0022]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，控制器10中設(shè)置位置環(huán)計(jì)數(shù)發(fā)生器;位置環(huán)計(jì)數(shù)發(fā)生器的輸出端與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置環(huán)控制器的輸入端連接。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置環(huán)的驅(qū)動(dòng)控制。
[0023]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一端設(shè)置電機(jī)編碼器40，對(duì)當(dāng)前待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的磁極位置、電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行采集。如圖2所示，電機(jī)編碼器40的輸出端與控制器10的輸入端連接，控制器10的輸出端與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度環(huán)控制器10的輸入端連接。
[0024]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，還包括:電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置;電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的供電電源為開(kāi)關(guān)電源。電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的功率驅(qū)動(dòng)模塊為智能功率模塊。
[0025]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，如圖3所示，還包括:人機(jī)交互輸入裝置50及顯示裝置60。人機(jī)交互輸入裝置50及顯示裝置60與控制器10的輸入端連接，對(duì)當(dāng)前相電流值進(jìn)行顯示，對(duì)設(shè)定的相電流區(qū)間值進(jìn)行輸入設(shè)定。控制器10還包括:無(wú)線通信裝置;人機(jī)交互輸入裝置50及顯示裝置60通過(guò)無(wú)線通信裝置與控制器10連接。
[0026]上述人機(jī)交互輸入裝置50裝置為觸屏或鍵盤(pán);人機(jī)交互顯示裝置60為顯示器。
[0027]本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案中的交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器:驅(qū)動(dòng)器由功率板、控制板、操作板組成。
[0028]驅(qū)動(dòng)板主要部件:開(kāi)關(guān)電源、整流橋、濾波電容源、IPM功率模塊、光耦隔離器、光電隔離放大器。各部件功能:開(kāi)關(guān)電源部分提供+5V，+15V電源，整流橋、濾波電容為IPM功率模塊提供530V直流母線電壓，IPM功率模塊產(chǎn)生三相交流電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組，光耦隔離器對(duì)控制板和功率板之間傳輸信號(hào)電氣隔離，光電隔離放大器對(duì)電機(jī)相電流隔離采樣。
[0029]控制板主要部件:驅(qū)動(dòng)器主控DSP芯片(TMS320F28335)，編碼器接口芯片、穩(wěn)壓芯片。各部分功能:穩(wěn)壓芯片提供3.3V電源，驅(qū)動(dòng)器主控DSP芯片負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)器電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)控制。DSP內(nèi)部??Μ1配置成HVM生成定時(shí)器，產(chǎn)生6路SVPmi信號(hào)驅(qū)動(dòng)IPM功率模塊。隔離放大器對(duì)電機(jī)相電流采樣信號(hào)輸入DSP內(nèi)部ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器反饋計(jì)算。DSP內(nèi)部??Μ3設(shè)置為增/減計(jì)數(shù)器對(duì)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器上位機(jī)發(fā)出的脈沖計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值作為位置環(huán)指令輸入，DSP內(nèi)部??Μ2設(shè)置為正交計(jì)數(shù)模式對(duì)電機(jī)編碼器信號(hào)四倍頻計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值作為位置環(huán)反饋并計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速作為速度環(huán)反饋。編碼器接口芯片用于連接電機(jī)編碼器。
[0030]操作板主要部件:LED數(shù)碼管、按鍵。操作板功能:人機(jī)交互，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)查看、修改，驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)控。
[0031]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括:控制器、電機(jī)相電流采樣裝置及電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)裝置;所述電機(jī)相電流采樣裝置對(duì)待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相電流值進(jìn)行采集獲取當(dāng)前相電流值，輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與所述電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)器連接，所述電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)器與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流環(huán)連接;所述控制器判斷所述當(dāng)前相電流值是否落入設(shè)定的相電流區(qū)間值內(nèi)，若未落入所述相電流區(qū)間值內(nèi)，則驅(qū)動(dòng)所述電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)裝置提高占空比值或縮小占空比值，對(duì)所述待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié);還包括:人機(jī)交互輸入及顯示裝置;所述人機(jī)交互輸入及顯示裝置與所述控制器的輸入端連接，對(duì)所述當(dāng)前相電流值進(jìn)行顯示，對(duì)所述設(shè)定的相電流區(qū)間值進(jìn)行輸入設(shè)定;所述控制器還包括:無(wú)線通信裝置;所述人機(jī)交互輸入及顯示裝置通過(guò)所述無(wú)線通信裝置與所述控制器連接;所述人機(jī)交互輸入裝置為觸屏或鍵盤(pán);所述人機(jī)交互顯示裝置為顯示器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述控制器中設(shè)置位置環(huán)計(jì)數(shù)發(fā)生器;所述位置環(huán)計(jì)數(shù)發(fā)生器的輸出端與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置環(huán)控制器的輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一端設(shè)置電機(jī)編碼器，對(duì)當(dāng)前待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的磁極位置、電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行采集。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述電機(jī)編碼器的輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與待驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度環(huán)控制器的輸入端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述控制器為數(shù)字信號(hào)處理器。6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的交流異步伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括:電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置;所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的供電電源為開(kāi)關(guān)電源。
【文檔編號(hào)】H02P23/14GK205453575SQ201521100925
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【發(fā)明人】高春寶, 吳晨軍, 劉繼龍
【申請(qǐng)人】南京冠騰自動(dòng)化科技有限公司