伺服电机驱动控制器.doc

目录
伺服驱动概述…………………………………………………………1
本产品特性……………………………………………………………2
电路原理图及PCB版图………………………………………………4
电路功能模块分析……………………………………………………4
焊接(附元件清单)…………………………………………………14
编者设计体会…………………………………………………………16
伺服驱动概述
1. 伺服电机的概念
伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,作为一种执行元件,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,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器,直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。
伺服电机分类
普通直流伺服电动机
直流伺服电机{ 低惯量直流伺服电动机
直流力矩电动机
3. 控制系统对伺服电动机的基本要求
宽广的调速范围
机械特性和调节特性均为线性
无“自转”现象
快速响应
控制功率小、重量轻、体积小等。
4. 直流伺服电机的基本特性
(1)机械特性在输入的电枢电压Ua保持不变时,电机的转速n随电磁转矩M变化而变化的规律,称直流电机的机械特性
(2)调节特性直流电机在一定的电磁转矩M(或负载转矩)下电机的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变化而变化的规律,被称为直流电机的调节特性
(3)动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态,存在一个过渡过程,这就是直流电机的动态特性
5. 直流伺服电机的驱动原理
伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷直流伺服电机电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况,效率很高,运行温度低噪音小,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境

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直流伺服电机,它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成, 按电刷类型可分为有刷直流伺服电机和无刷直流伺服电机;直流伺服电机的基本特性如下:
1、机械特性在输入的电枢电压Ua保持不变时,电机的转速n随电磁转矩M变化而变化的规律,称直流电机的机械特性。
2、调节特性直流电机在一定的电磁转矩M(或负载转矩)下电机的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变化而变化的规律,被称为直流电机的调节特性。
3、动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态,存在一个过渡过程,这就是直流电机的动态特性。
二、本产品特性
此产品为直流电机驱动器,可控制电机的转速,分几个档位,旋动档位可设定电机以不同的速度转动。此产品可用于带电机的机器的电机控制部分,具有很高的性能。
产品基本特性如下:
本产品是基于MC33030直流伺服电机控制器/驱动器芯片的具有过流保护功能的大功率高精度电机控制系统。该驱动电路输入24V直流电压,为H桥供电,提供大电流驱动直流电机(MC33030驱动能力较弱),经稳压后为芯片供电,并输出5v直流电压,经档位控制分压后,作为基准,输入到MC33030主控芯片;该电路带有微调模块,可以对基准电压进行微调;具有反馈功能,将反馈信号输入MC33030,进行闭环控制;具有过流保护功能,防止电机损坏。
该产品由电源模块,主控芯片MC33030电路, H 驱动桥模块, 过流保护模块, 微调模块, 平衡模块组成。各模块作用如下:
①电源模块: 输入为21V 直流电,输出12V,5V 直流电,并通过自举电路产生24V电源给H 桥供电
②微调模块:微调电机速度
③平衡模块:电路结构与微调电路相似。通过U5D 引入正反馈,输出接到微调电路比较器的同相输入端。与S10共同影响U1A的输出。
④ MC33030伺服模块:MC33030是单片的直流伺服电机控制器。
⑤ H桥:增加电路驱动能力,实现大功率输出。
⑥过流保护模块:防止过载烧毁电路
伺服电机驱动器特性