交流異步伺服驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】交流異步伺服驅(qū)動器，電機相電流采樣裝置對待驅(qū)動電機的相電流值進行采集獲取當前相電流值，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)動電機的電流環(huán)連接；控制器判斷當前相電流值是否落入設定的相電流區(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，對待驅(qū)動電機的電流環(huán)進行調(diào)節(jié)。從而解決了現(xiàn)有交流異步電動及轉(zhuǎn)速控制精度低，不具有位置控制能力的問題。從而實現(xiàn)速度閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速控制控制精度達到交流永磁同步伺服電機相同精度，也可以設置為位置控制方式，用于控制機床進給軸。
【專利說明】
交流異步伺服驅(qū)動器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電機及電機控制領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及交流異步伺服驅(qū)動器。
【背景技術(shù)】
[0002]交流異步電動機是一種將電能轉(zhuǎn)化為機械能的電力拖動裝置。它主要由定子、轉(zhuǎn)子和它們之間的氣隙構(gòu)成。對定子繞組通往三相交流電源后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并切割轉(zhuǎn)子，獲得轉(zhuǎn)矩。三相交流異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、價格便宜、過載能力強及使用、安裝、維護方便等優(yōu)點，被廣泛應用于各個領(lǐng)域。但在使用過程中，交流異步電機通常由變頻器驅(qū)動，變頻器輸出調(diào)頻調(diào)壓的三相交流電控制電機轉(zhuǎn)速，沒有速度反饋，對速度控制為開環(huán)控制，電機低速運行時輸出轉(zhuǎn)矩嚴重下降，甚至停轉(zhuǎn)。從而嚴重影響了電機的精度及有效使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種交流異步伺服驅(qū)動器。從而解決了現(xiàn)有交流異步電動及轉(zhuǎn)速控制精度低，不具有位置控制能力的問題。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]交流異步伺服驅(qū)動器，其中，包括:控制器、電機相電流采樣裝置及電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)裝置;所述電機相電流采樣裝置對待驅(qū)動電機的相電流值進行采集獲取當前相電流值，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)動電機的電流環(huán)連接;所述控制器判斷所述當前相電流值是否落入設定的相電流區(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，對所述待驅(qū)動電機的電流環(huán)進行調(diào)節(jié)。
[0006]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述控制器中設置位置環(huán)計數(shù)發(fā)生器;所述位置環(huán)計數(shù)發(fā)生器的輸出端與待驅(qū)動電機的位置環(huán)控制器的輸入端連接。
[0007]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述待驅(qū)動電機的一端設置電機編碼器，對當前待驅(qū)動電機的磁極位置、電機轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速信息進行采集。
[0008]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述電機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)動電機的速度環(huán)控制器的輸入端連接。
[0009]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述控制器為數(shù)字信號處理器。
[0010]在一種優(yōu)選的實施方式中，還包括:電機驅(qū)動裝置;所述電機驅(qū)動裝置的供電電源為開關(guān)電源。
[0011]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述電機驅(qū)動裝置中的功率驅(qū)動模塊為智能功率模塊。
[0012]在一種優(yōu)選的實施方式中，還包括:人機交互輸入及顯示裝置;所述人機交互輸入及顯示裝置與所述控制器的輸入端連接，對所述當前相電流值進行顯示，對所述設定的相電流區(qū)間值進行輸入設定。
[0013]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述控制器還包括:無線通信裝置;所述人機交互輸入及顯示裝置通過所述無線通信裝置與所述控制器連接。
[0014]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述人機交互輸入裝置為觸屏或鍵盤;所述人機交互顯示裝置為顯示器。
[0015]本實用新型的的有益效果為:對交流異步電機實現(xiàn)速度閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速控制控制精度達到交流永磁同步伺服電機相同精度，也可以設置為位置控制方式，用于控制機床進給軸。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實用新型一種實施方式中，交流異步伺服驅(qū)動器的控制組成示意圖；
[0018]圖2為本實用新型另一種實施方式中，交流異步伺服驅(qū)動器的控制組成示意圖；
[0019]圖3為本實用新型又一種實施方式中，交流異步伺服驅(qū)動器的控制組成示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]本實用新型的一種實施方式中，提供了交流異步伺服驅(qū)動器，包括:控制器10、電機相電流采樣裝置20及電流環(huán)占空比IP調(diào)節(jié)裝置30。電機相電流采樣裝置20對待驅(qū)動電機的相電流值進行采集獲取當前相電流值，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)動電機的電流環(huán)連接；控制器10判斷當前相電流值是否落入設定的相電流區(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，對待驅(qū)動電機的電流環(huán)進行調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)為:若當前當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。若當前當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。從而實現(xiàn)對相電流的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)。上升控制器10為DSP數(shù)字信號處理器。
[0022]在本實用新型的一種實施方式中，控制器10中設置位置環(huán)計數(shù)發(fā)生器;位置環(huán)計數(shù)發(fā)生器的輸出端與待驅(qū)動電機的位置環(huán)控制器的輸入端連接。從而實現(xiàn)對位置環(huán)的驅(qū)動控制。
[0023]在本實用新型的一種實施方式中，待驅(qū)動電機的一端設置電機編碼器40，對當前待驅(qū)動電機的磁極位置、電機轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速信息進行采集。如圖2所示，電機編碼器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)動電機的速度環(huán)控制器10的輸入端連接。
[0024]在本實用新型的一種實施方式中，還包括:電機驅(qū)動裝置;電機驅(qū)動裝置的供電電源為開關(guān)電源。電機驅(qū)動裝置中的功率驅(qū)動模塊為智能功率模塊。
[0025]在本實用新型的一種實施方式中，如圖3所示，還包括:人機交互輸入裝置50及顯示裝置60。人機交互輸入裝置50及顯示裝置60與控制器10的輸入端連接，對當前相電流值進行顯示，對設定的相電流區(qū)間值進行輸入設定?？刂破?0還包括:無線通信裝置;人機交互輸入裝置50及顯示裝置60通過無線通信裝置與控制器10連接。
[0026]上述人機交互輸入裝置50裝置為觸屏或鍵盤;人機交互顯示裝置60為顯示器。
[0027]本實用新型的一種實施方案中的交流異步伺服驅(qū)動器:驅(qū)動器由功率板、控制板、操作板組成。
[0028]驅(qū)動板主要部件:開關(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)動電機繞組，光耦隔離器對控制板和功率板之間傳輸信號電氣隔離，光電隔離放大器對電機相電流隔離采樣。
[0029]控制板主要部件:驅(qū)動器主控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)動器主控DSP芯片負責驅(qū)動器電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)控制。DSP內(nèi)部??Μ1配置成HVM生成定時器，產(chǎn)生6路SVPmi信號驅(qū)動IPM功率模塊。隔離放大器對電機相電流采樣信號輸入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)器反饋計算。DSP內(nèi)部??Μ3設置為增/減計數(shù)器對步進驅(qū)動器上位機發(fā)出的脈沖計數(shù)，計數(shù)值作為位置環(huán)指令輸入，DSP內(nèi)部??Μ2設置為正交計數(shù)模式對電機編碼器信號四倍頻計數(shù)，計數(shù)值作為位置環(huán)反饋并計算出電機轉(zhuǎn)速作為速度環(huán)反饋。編碼器接口芯片用于連接電機編碼器。
[0030]操作板主要部件:LED數(shù)碼管、按鍵。操作板功能:人機交互，驅(qū)動器參數(shù)查看、修改，驅(qū)動器狀態(tài)監(jiān)控。
[0031]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，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，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.交流異步伺服驅(qū)動器，其特征在于，包括:控制器、電機相電流采樣裝置及電流環(huán)占空比調(diào)節(jié)裝置;所述電機相電流采樣裝置對待驅(qū)動電機的相電流值進行采集獲取當前相電流值，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)動電機的電流環(huán)連接;所述控制器判斷所述當前相電流值是否落入設定的相電流區(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，對所述待驅(qū)動電機的電流環(huán)進行調(diào)節(jié);還包括:人機交互輸入及顯示裝置;所述人機交互輸入及顯示裝置與所述控制器的輸入端連接，對所述當前相電流值進行顯示，對所述設定的相電流區(qū)間值進行輸入設定;所述控制器還包括:無線通信裝置;所述人機交互輸入及顯示裝置通過所述無線通信裝置與所述控制器連接;所述人機交互輸入裝置為觸屏或鍵盤;所述人機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)動器，其特征在于，所述控制器中設置位置環(huán)計數(shù)發(fā)生器;所述位置環(huán)計數(shù)發(fā)生器的輸出端與待驅(qū)動電機的位置環(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)動器，其特征在于，所述待驅(qū)動電機的一端設置電機編碼器，對當前待驅(qū)動電機的磁極位置、電機轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速信息進行采集。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流異步伺服驅(qū)動器，其特征在于，所述電機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)動電機的速度環(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)動器，其特征在于，所述控制器為數(shù)字信號處理器。6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的交流異步伺服驅(qū)動器，其特征在于，還包括:電機驅(qū)動裝置;所述電機驅(qū)動裝置的供電電源為開關(guān)電源。
【文檔編號】H02P23/14GK205453575SQ201521100925
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月25日
【發(fā)明人】高春寶, 吳晨軍, 劉繼龍
【申請人】南京冠騰自動化科技有限公司