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永磁同步伺服电机驱动器原理

永磁同步伺服电机驱动器原理
永磁同步伺服电机驱动器原理

永磁同步伺服电机驱动器原理:

1、引言:

随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交

流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展,使得永磁交流伺服技术有着

长足的发展。永磁交流伺服系统的性能日渐提高,价格趋于合理,使得永磁交

流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成

了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。永磁交流伺服系统具有以下等优点:(1)电动机无电刷和换向器,工作可靠,维护和保养简单;

(2)定子绕组散热快;

(3)惯量小,易提高系统的快速性;

(4)适应于高速大力矩工作状态;

(5)相同功率下,体积和重量较小,广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合,满

足了传动领域的发展需求。

永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后,目前已

经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定,还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方

法的灵活,使伺服驱动器不仅结构简单,而且性能更加的可靠。现在,高性能

的伺服系统,大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机

和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成:驱动器

硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一,是

国外交流伺服技术封锁的主要部分,也是在技术垄断的核心。

2、交流永磁伺服系统的基本结构:

交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口

单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成,其结构组成如图1所示。其中

伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的

交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体,使其非常适用于

高精度、高性能要求的伺服驱动领域,还体现了强大的智能化、柔性化是传统

的驱动系统所不可比拟的。

目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,其优点是可以实现比较复杂的控制算法,事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。

图1 交流永磁同步伺服驱动器结构

伺服驱动器大体可以划分为功能比较独立的功率板和控制板两个模块。如图2所示功率板(驱动板)是强电部,分其中包括两个单元,一是功率驱动单元IPM用于电机的驱动,二是开关电源单元为整个系统提供数字和模拟电源。

控制板是弱电部分,是电机的控制核心也是伺服驱动器技术核心控制算法的运行载体。控制板通过相应的算法输出PWM信号,作为驱动电路的驱动信号,来改逆变器的输出功率,以达到控制三相永磁式同步交流伺服电机的目的。

3、功率驱动单元:

功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电,再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

逆变部分(DC-AC)采用采用的功率器件集驱动电路,保护电路和功率开关于一体的智能功率模块(IPM),主要拓扑结构是采用了三相桥式电路原理图见图3,利用了脉宽调制技术即PWM(Pulse Width Modulation)通过改变功率晶体管交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率,改变每半周期内晶体管的通断时间比,也就是说通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压副值的大小以达到调节功率的目的。

4、控制单元:

控制单元是整个交流伺服系统的核心,实现系统位置控制、速度控制、转矩和电流控制器。所采用的数字信号处理器(DSP)除具有快速的数据处理能力外,还集成了丰富的用于电机控制的专用集成电路,如A/D转换器、PWM发生器、定时计数器电路、异步通讯电路、CAN总线收发器以及高速的可编程静态RAM 和大容量的程序存储器等。伺服驱动器通过采用磁场定向的控制原理( FOC) 和坐标变换,实现矢量控制(VC) ,同时结合正弦波脉宽调制(SPWM)控制模式对电机进行控制。永磁同步电动机的矢量控制一般通过检测或估计电机转子磁通的位

置及幅值来控制定子电流或电压,这样,电机的转矩便只和磁通、电流有关,与直流电机的控制方法相似,可以得到很高的控制性能。对于永磁同步电机,转子磁通位置与转子机械位置相同,这样通过检测转子的实际位置就可以得知电机转子的磁通位置,从而使永磁同步电机的矢量控制比起异步电机的矢量控制有所简化。

伺服驱动器控制交流永磁伺服电机( PMSM)伺服驱动器在控制交流永磁伺服电机时,可分别工作在电流(转矩) 、速度、位置控制方式下。系统的控制结构框图如图4所示由于交流永磁伺服电机(PMSM) 采用的是永久磁铁励磁,其磁场可以视为是恒定;同时交流永磁伺服电机的电机转速就是同步转速,即其转差为零。这些条件使得交流伺服驱动器在驱动交流永磁伺服电机时的数学模型的复杂程度得以大大的降低。从图4可以看出,系统是基于测量电机的两相电流反馈

和电机位置。将测得的相电流结合位置信息,经坐标变化(从a ,b ,c 坐标系转换到转子d ,q 坐标系) ,得到分量,分别进入各

自得电流调节器。电流调节器的输出经过反向坐标变化(从d ,q 坐标系转换到a ,b ,c 坐标系) ,得到三相电压指令。控制芯片通过这三相电压指令,经过反向、延时后,得到6 路PWM 波输出到功率器件,控制电机运行。系统在不同指令输入方式下,指令和反馈通过相应的控制调节器,得到下一级的参考指令。在电流环中,d ,q 轴的转矩电流分量是速度控制调节器的输出或外部给定。而一般情况下,磁通分量为零( = 0) ,但是当速度大于限定值时,可以通过弱磁(< 0) ,得到更高的速度值。

图4 系统控制结构

从a,b,c坐标系转换到d,q坐标系有克拉克(CLARKE)和帕克(PARK)变换来是实现;从d,q坐标系转换到a,b,c坐标系是有克拉克和帕克的逆变换来是实现的。以下是两个变换公式,克拉克变换(CLARKE):

5、结束语:

本文简单的介绍了伺服驱动器的几个主要的功能模块的实现及原理,谨帮助大家对伺服驱动器有进一步了解之用,大家如果想更深入的了解伺服驱动器的设计原理,请参考其它的文献。由于作者水平有限,不足之处在所难免,敬请读者批评指正。

交流伺服电机的工作原理

交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。 4. 什么是伺服电机?有几种类型?工作特点是什么? 答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降, 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别? 答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。 永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有: ⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。 ⑵定子绕组散热比较方便。 ⑶惯量小,易于提高系统的快速性。 ⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。 自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统,这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期,各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能完全满足运动控制的要求,近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(DSP)的应用,出现了数字控制系统,控制部分可完全由软件进行,分别称为摪胧 只瘮或摶旌鲜綌、撊只瘮的永磁交流伺服系统。 到目前为止,高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机,控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。 日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器,其中D系列适用于数控机床(最高转速为1000 r/min,力矩为0.25~2.8N.m),R系列适用于机器人(最高转速为3000r/min,力矩为0.016~0.16N.m)。之后又推出M、F、S、H、C、G 六个系列。20世纪90年代先后推出了新的D系列和R系列。由旧系列矩形波驱动、8051单片机控制改为正弦波驱动、80C、154CPU和门阵列芯片控制,力矩波动由24%降低到7%,并提高了可靠性。这样,只用了几年时间形成了八个系列(功率范围为0.05~6kW)较完整的体系,满足

永磁同步伺服电机驱动器设计原理

永磁同步伺服电机(PMSM) 驱动器设计原理 周瑞华周瑞华先生,中达电通股份有限公司应用工程师。 关键词:PMSM 整流功率驱动单元控制单元 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模拟数字混合式的发展后,目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等缺点,还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活,使伺服驱动器不仅结构简单,而且性能更加可靠。现在,高性能的伺服系统大多数采用永磁交流伺服系统,其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。后者由两部分组成:驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一,是国外交流伺服技术封锁的主要部分,也是技术垄断的核心。 一交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁伺服系统主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通信接口单元、伺服电机及相应的反馈检测器件组成。 其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。我们的交流永磁同步驱动器集先进的控制技术和控制策略为一体,使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域,还体现了强大的智能化、柔性化,是传统的驱动系统所 不可比拟的。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,其优点是可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软起动电路,以减小起动过程对驱动器的冲击。 伺服驱动器大体可以划分为功能比较独立的两个模块,如图1所示。功率板(驱动板)是强电部分其中包括两个单元,一是功率驱动单元用于电机的驱动,二是开关电源单元为整个系统提供数字和模拟电源;控制板是弱电部分,是电机的控制核心也是伺服驱动器技术核心,控制算法的运行载体。控制板通过相应的算法输出PWM信号,作为驱动电路的驱动信号,来改变逆变器的输出功率,以达到控制三相永磁式同步交流伺服电机的目的。

永磁交流伺服电机原理

永磁交流伺服电机原理 近年来由于无刷式伺服(马达)电机(brushless servo motor)制造与控制技术的急速发展,再加上大规模集成电路与半导体功率组件的进步,使其商品化产品日益增多,在高性能伺服应用场合如计算机控制数值工具机、工业机器人等,均已逐渐取代了传统式的有电刷的直流伺服电机(dc servo motor)。无刷式伺服电动机主要可分为两大类(表1) (1)无刷式直流伺服电机(brushless dc servo motor),一般亦称的为永磁式同步电机(PM synchronous motor) 或永磁式交流伺服电机(PM ac servo motor),(2)感应式交流伺服电机(induction ac servo motor)。 无刷式直流伺服电机采用内装式的霍尔效应(Hall-effect)传感器组件来检测转子的绝对位置以决定 功率组件的触发时序,其效用有如将直流伺服电机的机械式电刷换相(mechanical commutation)改为电子式换相(electronic commutation),因而去除了直流伺服电动机因电刷所带来的限制。目前一般永磁式交流伺服电机的回接组件多采用解角器(resolver) 或光电解编码马器(photo encoder),前者可量测转子绝对位置,后者则祇能测得转子旋转的相对位置,电子换相则设计于驱动器内。 表1伺服电机的分类 永磁式直流伺服电动机如图1(a)所示,其永久磁铁在外,而会发热的电枢线圈(armature winding)在内,因此散热较为困难,降低了功率体积比,在应用于直接驱动(direct-drive)系统时,会因热传导而造成传动轴(如导螺杆)的热变形。但对交流伺服电机而言,不论是永磁式或感应式,其造成旋转磁场的电枢线圈,如图1(b)所示,均置于电机的外层,因而散热较佳,有较高的功率体积比,且可适用于直接驱动系统。 交流电机依其扭矩产生方式可分为两大类(1)同步交流电机(synchronous ac motor)与(2)感应交 流电机(induction ac motor),同步交流电机因其转子可由外界电源或由本身磁铁而造成的磁场与定子的旋转磁场交互作用而达到同步转速,但是感应交流电机的转子则因定子与转子间的变压器效应(transformer effect)而产生转子感应磁场,为了维持此感应磁场以产生旋转扭矩,转子与定子的旋转磁场间必须有一相对运动—滑差(slip),因此感应电机的转速无法达到同步转速。

电动汽车:永磁同步伺服电机选型手册-丹佛斯

同步伺服电机选型手册

简 介
丹佛斯三相交流同步伺服电机采用 欧洲先进的电机制造技术制造。其 定 子绕 组经 特 殊的 不 对 称 磁路 设 计,有效地降低了磁场畸变和磁场 纹波,有良好的低速转矩特性。 转子采用高内禀矫顽力,高磁能积 的钕铁硼稀土永磁材料,具有功率 密度大,温度稳定性好,抗去磁能 力 强的 特点 。 其机 械 结 构 设计 特 别 ,既 最大 限 度地 减 小 了 转动 惯 量,又坚固耐用,并有很高的平衡 精度,故高速运行平稳,噪音低, 振动小。 电机反馈元件为高分辨率绝对值编 码器或旋转变压器,配之与丹佛斯 性能卓越的驱动器FC302及可自由编 程的运动控制器MCO305运行,可完 成高精度速度,定位,位置同步, 电子凸轮控制,应用于 纺织,印 染,包装印刷,塑料,冶金等等行 业。在低速大扭矩应用领域更显示 了其节能潜力。
选型指南
DSM - XXX - TXXXX - SXX - X - X - XX - X
丹 佛斯 同步 伺 服电机 有多种 类型 ; 高速小惯量,低速大扭矩,特别是 采用水或油作冷却媒介的伺服电机 其扭矩可达上万牛,其应用突破伺 服应用的传统领域,可用于诸如石 油采探等特殊行业。 电机技术特点:
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
XXX TXXXX SXX X X XX
基座号 额定扭矩 (扭矩值÷10) 额定速度 (速度值 X100) 电源电压(H 400V,L 230V) F 风冷,0自冷 反馈元件 01 旋转变压器 02 Hiperface 绝对值编码器 03 EnDat绝对值编码器 04 SSI绝对值编码器 B机械制动 , 0无制动
X
良好的机械特性 良好的电流-负载线性度,高能量利用率 高响应特性 高过载特性 高可靠性 低惯量 低噪音 可采用自然冷却,内置风扇冷却,水冷或油冷, 可根据实际情况选择。 环境适应能力强,可在恶劣环境下运行 免维护 完备的过载保护(热保护)
一般技术规范
同步永磁伺服电机 永磁材料 钕铁硼。 绝缘等级: F级 (155℃) 安装形式: IM B5 防护等级: IP64 ( 可选IP65,IP67) 冷却方式: 自然冷却、风冷、水冷、油冷 温度保护: PTC130 出轴方式: 直轴埋键 振动等级: N级 (可选R级, S级) 噪声等级: DSM264<65dB(A)
DSM110/DSM130<55dB(A) DSM145/DSM200<60dB(A)
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永磁同步伺服电机驱动器原理

永磁同步伺服电机驱动器原理: 1、引言: 随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交 流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展,使得永磁交流伺服技术有着 长足的发展。永磁交流伺服系统的性能日渐提高,价格趋于合理,使得永磁交 流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成 了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。永磁交流伺服系统具有以下等优点:(1)电动机无电刷和换向器,工作可靠,维护和保养简单; (2)定子绕组散热快; (3)惯量小,易提高系统的快速性; (4)适应于高速大力矩工作状态; (5)相同功率下,体积和重量较小,广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合,满 足了传动领域的发展需求。 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后,目前已 经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定,还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方 法的灵活,使伺服驱动器不仅结构简单,而且性能更加的可靠。现在,高性能 的伺服系统,大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机 和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成:驱动器 硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一,是 国外交流伺服技术封锁的主要部分,也是在技术垄断的核心。 2、交流永磁伺服系统的基本结构: 交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口 单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成,其结构组成如图1所示。其中 伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的 交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体,使其非常适用于 高精度、高性能要求的伺服驱动领域,还体现了强大的智能化、柔性化是传统 的驱动系统所不可比拟的。

直流无刷与永磁同步的区别

无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢,经过磁路设计,可以获得梯形波的气隙磁密,定子绕组多采用集中整距绕组,因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈,必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术,构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波,逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。本质上,无刷直流电机也是一种永磁同步电动机,调速实际也属于变压变频调速范畴。 通常说的交流永磁同步伺服电机具有定子三相分布绕组和永磁转子,在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦,外加的定子电压和电流也应为正弦波,一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式,也需要位置反馈信息,可以采用矢量控制(磁场定向控制)或直接转矩控制的先进控制方式。 两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。最后明确一个概念,无刷直流电机的所谓“直流变频”实质上是通过逆变器进行的交流变频,从电机理论上讲,无刷直流电机与交流永磁同步伺服电机相似,应该归类为交流永磁同步伺服电机;但习惯上被归类为直流电机,因为从其控制和驱动电源以及控制对象的角度看,称之为“无刷直流电机”也算是合适的。 无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢,经过磁路设计,可以获得梯形波的气隙磁密,定子绕组多采用集中整距绕组,因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈,必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术,构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波,逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。 本质上,无刷直流电动机也是一种永磁同步电动机,调速实际也属于变压变频调速范畴。 通常说的永磁同步电动机具有定子三相分布绕组和永磁转子,在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦,外加的定子电压和电流也应为正弦波,一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式,也需要位置反馈信息,可以采用矢量控制(磁场定向控制)或直接转矩控制的先进控制 策略。 两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。 最后纠正一个概念,“直流变频”实际上是交流变频,只不过控制对象通常称之为“无刷直流电机”。 仅对电机结构而言,二者确实相差不大,个人认为二者的区别主要在于: 1 概念上的区别。无刷直流电机指的是一个系统,准确地说应该叫“无刷直流电机系统”,它强调的是电机和控制器的一体化设计,是一个整体,相互的依存度非常高,电机和控制器不能独立地存在并独立工作,考核的也是他们整体的技术性能。而交流永磁同步电机指的是一台电机,强调的是电机本身就是一台独立的设备,它可以离开控制器或变频器而独立地存在独立地工作。 2 从设计和性能角度上看,“无刷直流电机系统”设计时主要考虑将普通的机械换向变为电子换向后如何还能保持机械换向电机的优点,考核的重点也是系统的直流电机特性,如调速特性等;而交流永磁同步电机设计主要着重电机本身的性能,特别是交流电机的性能,如电压的波形、电机的功率因数、效率功角特性等。 3 从反电势波形看,无刷直流电机多为方波,而交流永磁同步电机反电势波形多为正弦波。

永磁同步伺服电机(PMSM)驱动器原理

永磁同步伺服电机(PMSM)驱动器原理 来源:开关柜无线测温 https://www.docsj.com/doc/5b10279077.html, 摘要:永磁交流伺服系统以其卓越的性能越来越广泛地应用到机器人、数控等领域,本文对其驱动器的功能实现 做了简单的描述,其中包括整流部分的整流过程、逆 变部分的脉宽调制(PWM)技术的实现、控制单元相应 的算法等三个部分。 关键词: DSP 整流逆变 PWM 矢量控制 1 引言 随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展,使得永磁交流伺服技术有着长足的发展。永磁交流伺服系统的性能日渐提高,价格趋于合理,使得永磁交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。永磁交流伺服系统具有以下等优点:(1)电动机无电刷和换向器,工作可靠,维护和保养简单;(2)定子绕组散热快;(3)惯量小,易提高系统的快速性;(4)适应于高速大力矩工作状态;(5)相同功率下,体积和重量较小,广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合,满足了传动领域的发展需求。 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后,目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定,还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活,使伺服驱动器不仅结构简单,而且性能更加的可靠。现在,高性能的伺服系统,大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁

同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成:驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一,是国外交流伺服技术封锁的主要部分,也是在技术垄断的核心。 2 交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成,其结构组成如图1所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体,使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域,还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,其优点是可以实现比较复杂的控制算法,事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。 图1 交流永磁同步伺服驱动器结构 伺服驱动器大体可以划分为功能比较独立的功率板和控制板两个模块。如图2所示功率板(驱动板)是强电部,分其中包括两个单元,一是功率驱动单元IPM用于电机的驱动,二是开关电源单元为整个系统提供数字和模拟电源。 控制板是弱电部分,是电机的控制核心也是伺服驱动器技术核心控制算法的运行载体。控制板通过相应的算法输出PWM信号,

伺服电机、异步电机和同步电机的区别

一、交流伺服电动机 交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。 交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。 交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。 交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点: 1、起动转矩大 由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比,有明显的区别。它可使临界转差率S0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。 2、运行范围较广 3、无自转现象 正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及合成转矩特性(T-S曲线)

交流永磁同步伺服电机

交流伺服永磁电机选型手册 1,2016

警告和操作注意事项 1. 拆装光电编码器,否则破坏编码器与电动机绕组的相对位置(零点)而致使电动机无法运行! 2.在正常气候条件下,用500V兆欧表测量电动机绕组对机壳的绝缘电 阻,其值不应小于20MΩ。 3.按本使用说明书所述的电动机与驱动单元接线方式正确连接,确保 保护接地牢固可靠。 4.电动机从零速至最高速空载运行,应无异常噪声和震动,方可投入负 载运行。 5.电动机运行中,切勿接触运转中的电动机轴以及电动机外壳。 6.具有相应资格的人员,才能调整、维护电动机。 7.不得拖拽电线(缆)、电动机轴搬运电动机。 8.用户对产品的任何改动本公司将不承担任何责任。 本使用说明书由最终用户收藏。 1

伺服电机为自冷式散热方式,安装时请选择足够大的安装板。 伺服电机长期工作,机体本身会有一定的温度,这是正常情况。 装配了失电制动器的伺服电机,其失电制动器的电源必须由驱动器控制开闭,否则会造成工作状态不佳。 2

伺服电机内装精密反馈元件,严禁重力敲击电机轴伸端及后部。 严禁随意更改、折装及加工电机部件。 工作运行环境 1.海拔高度不超过1000m。当海拔高度超过1000m时,需考虑到 因空气冷却效果减弱对部分性能指标的影响。 2.环境温度在-10℃~+40℃的范围内。 3.空气相对湿度≤90%(无凝露)。 4.AC稳态电压值为(0.85~1.1)×额定电压值。 3

伺服电机型号说明 安装及联线 U、V、W为伺服电机绕组线圈引线端。4

绝对值编码器定义: 注意:60制动器有极性要求:“2”接“+”,“3”接“-”, 使用电压:DC 24V 80、90、110、130制动器接DC 24V. 150、180制动器有DC24V和DC100V两种,具体使用电压看电机标签. 5

永磁交流伺服电机的工作原理与编码器零位校正方法

永磁交流伺服电机的工作原理与更换新编码器后的常规零位校正方法永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐 其唯一目的就是要达成矢量控制的目标,使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦, 令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场,从而获得最佳的出力效果,即“类直流特性”,这种控制方法也被称为磁场定向控制(FOC),达成FOC 控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持 一致,如下图所示: 图1 因此反推可知,只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势” 波形保持一致,就可以达成FOC控制目标,使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交,即波形间互差90度电角度,如下图所示: 图2 如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢?由图1可知,只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位,然后就可以相对容易地根据电角度相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了。 在此需要明示的是,永磁交流伺服电机的所谓电角度就是a相(U相)相反电势波形的正弦(Sin)相位,因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对 齐关系;另一方面,电角度也是转子坐标系的d轴(直轴)与定子坐标系的a轴(U轴)或α轴之间的夹角,这一点有助于图形化分析。

在实际操作中,欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时,在无外力条件下,初级电磁场与磁极永磁场相互作用,会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上,如下图所示: 图3 对比上面的图3和图2可见,虽然a相(U相)绕组(红色)的位置同处于电磁场波形的峰值中心(特定角度),但FOC控制下,a相(U相)中心与永磁体的q轴对齐;而空载定向时,a相(U相)中心却与d轴对齐。也就是说相对于初级(定子)绕组而言,次级(转子)磁体坐标系的d轴在空载定向时有会左移90度电角度,与FOC 控制下q轴的原有位置重合,这样就实现了转子空载定向时a轴(U轴)或α轴与d 轴间的对齐关系。 此时相位对齐到电角度0度,电机绕组中施加的转子定向电流的方向为a相(U 相)入,bc相(VW相)出,由于b相(V相)与c相(W相)是并联关系,流经b 相(V相)和c相(W相)的电流有可能出现不平衡,从而影响转子定向的准确性。 实用化的转子定向电流施加方法是a相(U相)入,b相(V相)出,即a相(U 相)与b相(V相)串联,可获得幅值完全一致的a相(U相)和b相(V相)电流,有利于定向的准确性,此时a相(U相)绕组(红色)的位置与d轴差30度电角度,即a轴(U轴)或α轴对齐到与d轴相差(负)30度的电角度位置上,如图所示:

交流伺服电机与普通电机区别

交流伺服电机与普通电机区别 交流伺服电机与普通电机有很多区别: 1、根据电机的不同应用领域,电机的种类很多,交流伺服电机属于控制类电机。伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。伺服电机的构造与普通电机是有区别的,带编码器反馈闭环控制,能满足快速响应和准确定位。 现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服,这种电机受工艺限制,很难做到很大的功率,十几Kw以上的同步伺服电机价格很贵,在这样的现场应用,多采用交流异步伺服电机,往往采用变频器驱动。 2、电机的材料、结构和加工工艺,交流伺服电机要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机)。就是说当伺服驱动器输出电流、电压、频率变化很快时,伺服电机能产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机。当然不是说变频器输出不了变化那么快的电源信号,而是电机本身就反应不了,所以在变频器的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。 3、交流电机一般分为同步和异步电机: (1)、交流同步电机:就是转子是由永磁材料构成,所以转动后,随着电机的定子旋转磁场的变化,转子也做响应频率的速度变化,而且转子速度=定子速度,所以称“同步”。 (2)、交流异步电机:转子由感应线圈和材料构成。转动后,定子产生旋转磁场,磁场切割定子的感应线圈,转子线圈产生感应电流,进而转子产生感应磁场,感应磁场追随定子旋转磁场的变化,但转子的磁场变化永远小于定子的变化,一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈,转子线圈中也就没有了感应电流,转子磁场消失,转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。。。所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。 (3)、对应交流同步和异步电机,变频器就有相应的同步变频器和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服。当然变频器里交流异步变频常见,伺服则交流同步伺服常见。 4、交流伺服电机与普通电机还有很多区别,可以参考一下《电机学》方面的书籍;普通电机通常功率很大,尤其是启动电流很大,伺服驱动器的电流容量不能满足要求。可从电机的尺寸就知道原因了。 关于伺服的应用。有很多方面,连一个小小的电磁调压阀,也可以算上一个伺服系统。其他伺服应用如火炮或雷达,用作随动,要求实时性好,动态响应快,超调小,精度在其次。如果是机床,则经常用作恒速,位置高精度,实时性要求不高。 首先得确定你应用在什么场合。如果用在机床上,则控制部分硬件可以设计得相对简单一些,成本也相应低些。如果用于军工,则内部固件设计时控制算法应该更灵活,比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。 交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。 关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。 步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。

同步伺服电机(PMSM)驱动器原理

同步伺服电机(PMSM)驱动器原理 1 引言 随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展,使得永磁交流伺服技术有着长足的发展。永磁交流伺服系统的性能日渐提高,价格趋于合理,使得永磁交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。永磁交流伺服系统具有以下等优点:(1)电动机无电刷和换向器,工作可靠,维护和保养简单;(2)定子绕组散热快;(3)惯量小,易提高系统的快速性;(4)适应于高速大力矩工作状态;(5)相同功率下,体积和重量较小,广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合,满足了传动领域的发展需求。 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后,目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定,还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活,使伺服驱动器不仅结构简单,而且性能更加的可靠。现在,高性能的伺服系统,大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成:驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一,是国外交流伺服技术封锁的主要部分,也是在技术垄断的核心。 2 交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成,其结构组成如图1所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体,使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域,还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,其优点是可以实现比较复杂的控制算法,事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。

永磁交流伺服电机国内外市场概况 - 黄伟忠-

永 磁 交流 伺服电机国内外市场概况 59 收稿日期:2008-04-09 永磁交流伺服电机国内外市场概况 黄伟忠1 ,宋春华 2 (1.西华大学,四川成都610039;2.西南交通大学,四川成都610031 摘要:以高速度和高精度为基本特征的高速加工技术及其它技术的发展,促进了伺服电机和伺服驱动器的发展。先分析了国内外伺服电机在国内市场上所占的份额以及供求情况;然后对国内外伺服电机及其伺服控制技术的应用、发展、研究状况作了综述,并对伺服电机的发展前景提出了展望。 关键词:伺服电机;驱动器;供求;伺服控制技术 中图分类号:T M 383.4;T M 383.4+2文献标识码:A 文章编号:1004-7018(200901-0059-03

Su mmary of D o m esti c and I n terna ti ona lM arket of Per manen tM agnet AC Servo M otor HUAN G W ei -zhong 1 ,SON G Chun -hua 2 (1.Xihua University,Chengdu 610039,China;2.South west J iaot ong University,Chengdu 610031,China Abstract:Devel opments of rap id machining based on high s peed and high p recisi on and other technol ogy accelerated the step of servo mot or and servo driver .The share of servo mot or and the circu m stance of supp ly and de mand on domestic were first analyzed .Devel opment and app licati on as well as the research situati on of servo mot or and servo contr ol technol ogy were su mmarized .I n the end,the devel op ing p r os pect of the serv o mot or was given . Key words:servo mot or;servo driver;supp ly and demand;servo contr ol technol ogy 0引言 1990年以前,国内伺服电机主要集中在机床和 国防军工业。1990年以后,进口永磁交流伺服电机 系统逐步进入中国。20世纪末,国产交流伺服电机及其全数字式伺服驱动器基本自主开发成功,但由于产业化滞后,产品的应用还需依靠进口。2003年7家国外伺服供应商瓜分了我国83%的市场份额。2005年机械工业信息研究院产业与市场研究所对

永磁交流伺服电机的旋转方向与电机电角度增加方向之间的关系(波恩)

永磁交流伺服电机的旋转方向与电机电角度增加方向之间的关系 首先定义流经电机绕组的相电流的正方向、相电流矢量的正方向、以及电机电角度的增加方向: 1,流经电机绕组的相电流的正方向是以电流流入电机为正,例如:Ia>0,表示该时刻的电流Ia流向是从驱动器a或U相端子流入电机a相,在电机内部是由a相接线端流入中线,Ib,Ic<0,表示该时刻的电流Ib,ic 的流向是从电机内部的中线是经由b,c相接线端流出到驱动器的b,c或V,W相端子,如图1中黑色箭头所示; 图 1 2,相电流矢量与电流方向的关联关系为:各相电流为正时,则a,b,c相电流产生的磁场矢量的正方向如图1中红色箭头所示; 3,电机电角度的定义为当a,b,c三相反电势波形的相位关系为a相领先于b相120度、b相领先于c相120度时a相反电势波形的相位角,如图2所示。通常是面向电机法兰安装面和电机轴,逆时针旋转电机轴,以观察三相反电势波形的相序关系,故在此默认电机电角度的增加方向为逆时针方向,在图1和后续图示中亦然。

图 2 1.电机电角度初始相位错位180 度电机旋转方向互反 有一段时间,自行安装编码器的两台试验电机在相同的程序控制下,转向却不同,开始只是觉得奇怪,后来就干脆将其当作“灵异”事件不了了之了。终于有一天,借机深究了一下这个貌似奇怪的问题。 两台电机的相位对齐结果都是增量编码器的Z信号与UV线反电势波形的过零点基本对齐,默认的对齐原则上都是Z信号对齐于-30度电角度。逆时针方向旋转其中一台电机的轴,UV线反电势波形在Z信号处(即U信号上升沿)由低到高过零,如图3中ε(a-b)曲线在-30度电角度处所示: 图 3 顺时针方向旋转该电机轴,UV线反电势波形在Z信号处(即U信号下降沿)同样是由低到高过零,如图 4中ε(a-b)曲线在Z 处所示:

异步伺服电机和同步伺服电机的区别

异步伺服电机和同步伺服电机的区别 伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思,“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的,概念上和“直流电机”“异步电机”“同步电机”这些常见以电机驱动方式来分类的方式不一样,注意不要混肴。 伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机主要分为直流伺服电机和交流伺服电机,其中直流伺服又分为有刷直流伺服和无刷直流伺服,交流伺服又分为异步交流伺服和永磁同步交流伺服。(实际上无刷直流伺服也算是交流伺服一派的,只不过区别在于用直流供电,并控制器电子换向实现交流电机驱动)

但由于主要用于控制,因此市面上大多的伺服电机通常是指永磁同步电机,因为其控制响应性能最优;久而久之,大家日常说道的伺服电机通常都是指永磁同步电机。 永磁同步伺服电机 永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。特点如下: ●控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几 秒钟。 ●启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。 ●功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。 ●运行效率高。 ●可支持低速长时间运行。 ●断电无自转现象,可快速控制停止动作。 但随着异步电机控制技术的不断发展,当前以模拟信号控制的异步电机在控制响应方面性能也跟上来了,且其亦具备永磁同步电机不具备的优点,因此异步伺服电机作为伺服电机行业的一股新生力量也在渐露头角。

异步伺服电机和同步伺服电机的区别

异步伺服电机和同步伺服电机的区别 一谈到运动控制,大家第一时间就会想起伺服电机。实际上,伺服电机的家族也是分为多个血统的,你又有没有想到呢? 伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服一词源于希腊语奴隶的意思,伺服电机可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的,概念上和直流电机异步电机同步电机这些常见以电机驱动方式来分类的方式不一样,注意不要混肴。 伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机主要分为直流伺服电机和交流伺服电机,其中直流伺服又分为有刷直流伺服和无刷直流伺服,交流伺服又分为异步交流伺服和永磁同步交流伺服。(实际上无刷直流伺服也算是交流伺服一派的,只不过区别在于用直流供电,并控制器电子换向实现交流电机驱动) 但由于主要用于控制,因此市面上大多的伺服电机通常是指永磁同步电机,因为其控制响应性能最优;久而久之,大家日常说道的伺服电机通常都是指永磁同步电机。 永磁同步伺服电机 永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。特点如下:

交流伺服电机的速度控制

伺服控制报告 永磁交流同步伺服电机的速度控制 机自73组员: 张乐07011061 张强07011061 李祚07011061 刘晓宇07011061 陈建伟07011061

目录 永磁交流同步伺服电机的速度控制 (1) 1伺服系统简介 (1) 2绪论 (1) 3总体方案设计 (1) 3.1控制单元 (2) 3.2位置反馈装置 (2) 3.3功率驱动单元 (2) 4系统硬件设计 (2) 4.1控制模块 (2) 4.2驱动模块 (3) 5系统软件设计 (4) 5.1定时器中断服务程序 (5) 5.2转子位置及速度计算程序 (6) 5.3AD转换及数据处理程序 (7) 5.4驱动故障保护程序 (8) 6系统数学模型及仿真 (9) 7系统控制策略的选择 (11) 7.1电流内环P调节器的分析与设计 (11) 7.2电流环内各环节数学模型的建立 (12) 7.3速度外环传统PI调节器的分析与设计 (14) 8基于LabWindows/CVI的系统控制软件设计 (17) 8.1关于LabWindows/CVI (17) 8.2控制软件设计 (18) 8.3发送任务 (18) 8.4接收任务 (19) 8.5用户交互任务 (20) 8.6事件及其处理方法 (20) 9设计小结 (22)

永磁交流同步伺服电机的速度控制 1伺服系统简介 伺服控制用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统,又称随动系统。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角) 2绪论 伺服电机属于一类控制电机,分为直流伺服电机和交流伺服电机两种。由于交流伺服电机具有体积小、重量轻、大转矩输出、低惯量和良好的控制性能等优点,故被广泛地应用于自动控制系统和自动检 测系统中作为执行元件,将控制电信号转换为转轴的机械转动。由于伺服电机定位精度相当高,现代位置控制系统已越来越多地采用以交流伺服电机为主要部件的位置控制系统,本文介绍永磁交流同步伺服电机的速度控制 3总体方案设计 交流伺服系统一般包括上图所示几个部分:功率驱动单元、位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器、位置反馈单元及电流反馈单元等。由于本文主要进行 速度控制,因此将上图简化后得到本次设计结构如下:

N系列永磁交流伺服电机

N系列永磁交流伺服电机 N系列永磁交流伺服电机 发布时间:2007-11-11 0:32:05 点击数:654 主要特点: 功率范围:0-30kW,以3kW以上功率为主流系列 高效节能:电机工作点优化设计,效率高达93%-95%,在专用NAS系列伺服驱动器控制下,电机功率因数高达0.98 电机力矩波动小:合理的磁路设计,有效降低了电机的静态力矩波动,减少了电机的齿槽效应,提高了电机低速运行的稳定性,适合于各种场合的高精度速度、位置控制要求可靠性高,免维护:采用F级绝缘和军品质管流程制造,极大提高了电机寿命 规格表 (表二)

(表三) M系列交流伺服系统 发布时间:2007-11-11 1:50:25 点击数:164 主要特点: 功率范围:0-30kW 高效节能:电机工作点优化设计,效率高达93%-95%,在专用NAS系列伺服驱动器控制下,电机功率因数高达0.98 电机力矩波动小:合理的磁路设计,有效降低了电机的静态力矩波动,减少了电机的齿槽效应,提高了电机低速运行的稳定性,适合于各种场合的高精度速度、位置控制要求可靠性高,免维护:采用F级绝缘和军品质管流程制造,极大提高了电机寿命 参数表

(表二) (表三)

110ST-M伺服电机 1:表示电机外径.单位:mm 2:表示电机为正弦波驱动的交流永磁同步伺服电机 3:表示电机反馈元件,M为光电编码器。 4:表示电机零速转矩,其值为三位数x0.1单位:Nm 5:表示电机额定转速,其值为二位数x100单位:rpm 6:表示电机适配驱动器的工作电压(V)为AC220V

130ST-M伺服电机

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