伺服电机驱动控制器.doc

0 目录一、伺服驱动概述………………………………………………………… 1 二、本产品特性…………………………………………………………… 2 三、电路原理图及 PCB 版图……………………………………………… 4 四、电路功能模块分析…………………………………………………… 4 五、焊接(附元件清单) ………………………………………………… 14 1 一. 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。 2. 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,可以达到 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 2 6. 步进电机: 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。④MC33030 伺服模块: MC33030 是单片的直流伺服电机控制器。⑤H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 1. 伺服电机驱动器特性*** 使用 MC33030 伺服驱动芯片,可靠性高,带保