伺服驱动操控原理

发布时间：2023-12-19 14:57:38 | 作者: 雷竞技官网官方网站入口

  伺服电机，按操控指令的要求、对功率进行扩大、改换与调控等处理，使驱动设备输出的力矩、速度和方位操控的十分灵敏便利。

  因为它的“伺服”功用，因而它就被命名为伺服电机。其功用是将输入的电压操控信号转为轴上输出的角位移和角速度驱动操控目标。

  沟通伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器操控的U/V/W三相电构成电磁场，转子在此磁场的效果下滚动，一起电机自带的编码器反应信号给驱动器，驱动器依据反应值与目标值作比较，调整转子滚动的视点。

  沟通伺服电机在没有操控电压时，定子内只要励磁绕组发生的脉动磁场，转子静止不动。当有操控电压时，定子内便发生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载稳定的情况下，电动机的转速随操控电压的巨细而改动，当操控电压的相位相反时，伺服电动机将回转。

  直流伺服电机的作业原理与一般的直流电机作业原理根本相同。依托电枢气流与气隙磁通的效果发生电磁转矩，使伺服电机滚动。一般会用电枢操控方法，在坚持励磁电压不变的条件下，经过改动电压来改动转速。电压越小转速越低，电压为零时，中止滚动。因为电压为零时，电流也为零，所以电机不会发生电磁转矩，既不会呈现自转现象。

  直流伺服电机在数控体系中使用许多，可是直流伺服电机也有必定的缺陷：它的电刷和换向器易磨损；电机最高转速的约束，使用环境的约束；结构较为杂乱，制作困难，本钱高。

  伺服驱动器又称为伺服扩大器或扩大器，是将从操控器输入的脉冲信号或模仿量信号经内部核算扩大后输出给电机的设备。

  伺服驱动器首要有伺服操控单元、功率驱动单元、通讯接口单元组成。其间伺服操控单元包含方位操控器、速度操控器、转矩和电流操控器等。

  伺服驱动器大体能划分为功用比较独立的功率板和操控板两个模块。功率板是强电部分，这中心还包含两个单元，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总体系供给数字和模仿电源。操控板是弱电部分，是电机的操控中心也是伺服驱动器技能中心操控算法的运转载体。操控板经过相应的算法输出PWM/PFM信号，作为驱动电路的驱动信号，来改动逆变器的输出功率，以到达操控沟通伺服电机的意图。

  功率驱动单元首要经过三相全桥整流电路对输入的三相电进行整流，得到相应的直流电，再经过逆变器变频为可控的沟通电来驱动伺服电机。

  功率驱动单元的整一个完好的进程能够简略的说便是AC-DC-AC的进程。整流单元（AC-DC）首要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

  操控单元是整个沟通伺服体系的中心,完成体系方位操控、速度操控、转矩和电流操控器。所选用的数字信号处理器(DSP)除具有快速的数据处理才能外，还集成了丰厚的用于电机操控的专用集成电路，如A/D转换器、PWM发生器、守时/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。

  PWM操控技能：对半导体开关器材的导通和关断来操控，使输出端得到一系列幅值持平而宽度不持平的脉冲，用这些脉冲来替代正弦波或其他所需求的波形。按必定的规矩对各脉冲的宽度进行调制，既可改动逆变电路输出电压的巨细，也可改动输出频率。

  1）PWM因为差错扩大器的影响，回路增益及响应速度受到约束，PFM具有较快的响应速度；

  调制信号的频率随输入信号幅值而改动，其占空比不变。因为调制信号一般为频率改动的方波信号，因而，PFM也叫做方波FM。

  关于外围电路相同的PFM和PWM而言,其峰值功率PFM与PWM适当,但在峰值功率曾经,PFM的功率远高于PWM的功率,这是PFM的首要优势