南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動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(qū)動領(lǐng)域成了現(xiàn)代電伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。

伺服驅(qū)動器在控制交流永磁伺服電機(jī)時，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）采用的是磁鐵勵磁，其磁場可以視為是恒定；同時交流永磁伺服電機(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)動器在驅(qū)動交流永磁伺服電機(jī)時的數(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)是基于測量電機(jī)的兩相電流反饋（ia、ib）和電機(jī)位置。將測得的相電流（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?？刂菩酒ㄟ^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，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。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——5分鐘快速了解伺服驅(qū)動器的原理與作用常識

      伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代傳動技術(shù)的產(chǎn)品，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)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動器設(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，對于整個伺服控制系統(tǒng)，特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。

      在伺服驅(qū)動器速度閉環(huán)中，電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)時速度測量精度對于改善速度環(huán)的轉(zhuǎn)速控制動靜態(tài)特性至關(guān)重要。為尋求測量精度與系統(tǒng)成本的平衡，一般采用增量式光電編碼器作為測速傳感器，與其對應(yīng)的常用測速方法為M/T測速法。M/T測速法雖然具有一定的測量精度和較寬的測量范圍，但這種方法有其固有的缺陷，主要包括：1）測速周期內(nèi)必須檢測到至少一個完整的碼盤脈沖，限制了可測轉(zhuǎn)速；2）用于測速的2個控制系統(tǒng)定時器開關(guān)難以嚴(yán)格保持同步，在速度變化較大的測量場合中無法保證測速精度。因此應(yīng)用該測速法的傳統(tǒng)速度環(huán)設(shè)計(jì)方案難以提高伺服驅(qū)動器速度跟隨與控制性能。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備—— 伺服驅(qū)動器原理：

    目前主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(hù)電路，在主回路中還加入軟啟動電路，以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——明白步進(jìn)驅(qū)動器原理，就知道為什么步進(jìn)電機(jī)要加驅(qū)動器了

很多工控朋友和PLC自動化從業(yè)者都知道步進(jìn)電機(jī)，但也有部分PLC入門學(xué)員不明白為什么步進(jìn)電機(jī)要加一個步進(jìn)驅(qū)動器，而不是像普通電機(jī)那樣直接插入電源就可以使用，今天帶大家了解步進(jìn)驅(qū)動器。

步進(jìn)驅(qū)動器可分為兩部分一部分是環(huán)形分配器，另一部分是功率放大。

環(huán)形分配器：要是接收3種信號分別為：脈沖信號，方向信號，脫機(jī)信號。然后再對脈沖信號進(jìn)行分配，去控制功率放大器相應(yīng)的晶體管導(dǎo)通，然后使步進(jìn)電機(jī)的線圈得電。從這里我們可以看出，步進(jìn)電機(jī)要運(yùn)轉(zhuǎn)那么必須要輸入脈沖，如果沒有脈沖，步進(jìn)電機(jī)是不動的，所以我們需要一個驅(qū)動器來給步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組依次通電。

方向信號：要控制AB通電的相序，A-B順時針，B-A逆時針

脫機(jī)信號：步進(jìn)電機(jī)停止時，AB線圈有一相得電，得電的功能使轉(zhuǎn)子鎖住，使轉(zhuǎn)子不能動，需要收去撥動轉(zhuǎn)子的時候，需要給脫機(jī)信號，使AB相繞組完全斷電，轉(zhuǎn)子處于自由轉(zhuǎn)動狀態(tài)。

步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)驅(qū)動器和PLC之間的連接：

步進(jìn)驅(qū)動器首先要外接直流電源24~28V，一端要連步進(jìn)電機(jī)，另一端作輸入信號也就是控制信號，步進(jìn)電機(jī)接受外部信號的結(jié)構(gòu)是采用光電隔離的，比如：PLC的脈沖信號送到驅(qū)動器內(nèi)部，我們要使PLC產(chǎn)生脈沖只需要讓Y0不斷的接通與截止就可以產(chǎn)生。

當(dāng)Y0導(dǎo)通的時候電流從CP 流進(jìn)去，通過限流電阻，二極管，再經(jīng)過CP-，再通過COM端回到電源的負(fù)端，這樣就構(gòu)成了一個回路。這樣的話發(fā)光二極管就導(dǎo)通，晶體管也會被導(dǎo)通就會產(chǎn)生一個高電平1，如果截止就會產(chǎn)生一個低電平0。這樣當(dāng)Y0不斷接通與截止，并且通過這個電路就可以把脈沖從外部設(shè)備送到驅(qū)動器中。然后環(huán)形分配器收到這個脈沖，再對脈沖信號進(jìn)行分配?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)的繞組依次得電。所以步進(jìn)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)的時候必須要有脈沖，如果沒有脈沖，那么步進(jìn)電機(jī)就會處于停止?fàn)顟B(tài)。方向信號與脫鉤信號也是同樣的道理。

廣州市南調(diào)機(jī)電設(shè)備有限公司

伺服電機(jī)在有脈沖輸出時不運(yùn)轉(zhuǎn)，如何處理?

　?、?監(jiān)視控制器的脈沖輸出當(dāng)前值以及脈沖輸出燈是否閃爍，確認(rèn)指令脈沖已經(jīng)執(zhí)行并已經(jīng)正常輸出脈沖；

　?、?檢查控制器到驅(qū)動器的控制電纜，動力電纜，編碼器電纜是否配線錯誤，破損或者接觸不良；

　?、?檢查帶制動器的伺服電機(jī)其制動器是否已經(jīng)打開；

　?、?監(jiān)視伺服驅(qū)動器的面板確認(rèn)脈沖指令是否輸入；

　?、?Run運(yùn)行指令正常；

　?、?控制模式務(wù)必選擇位置控制模式；

　?、?伺服驅(qū)動器設(shè)置的輸入脈沖類型和指令脈沖的設(shè)置是否一致；

　?、?確保正轉(zhuǎn)側(cè)驅(qū)動禁止，反轉(zhuǎn)側(cè)驅(qū)動禁止信號以及偏差計(jì)數(shù)器復(fù)位信號沒有被輸入，脫開負(fù)載并且空載運(yùn)行正常，檢查機(jī)械系統(tǒng)。