伺服电机工作原理.doc

伺服电机得工作原理图伺服电机工作原理——伺服电机内部得转子就是永磁铁,驱动器控制得U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场得作用下转动,同时电机自带得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,调整转子转动得角度。1、永磁交流伺服系统具有以下等优点:(1)电动机无电刷与换向器,工作可靠,维护与保养简单;(2)定子绕组散热快;(3)惯量小,易提高系统得快速性;(4)适应于高速大力矩工作状态;(5)相同功率下,体积与重量较小,广泛得应用于机床、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,满足了传动领域得发展需求。永磁交流伺服系统得驱动器经历了模拟式、模式混合式得发展后,目前已经进入了全数字得时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服得分散性大、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得优势与控制方法得灵活,使伺服驱动器不仅结构简单,而且性能更加得可靠。现在,高性能得伺服系统,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与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:驱动器硬件与控制算法。控制算法就是决定交流伺服系统性能好坏得关键技术之一,就是国外交流伺服技术封锁得主要部分,也就是在技术垄断得核心。2、交流永磁伺服系统得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、伺服电动机及相应得反馈检测器件组成,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、转矩与电流控制器等等。我们得交流永磁同步驱动器其集先进得控制技术与控制策略为一体,使其非常适用于高精度、高性能要求得伺服驱动领域,还体现了强大得智能化、柔性化就是传统得驱动系统所不可比拟得。目前主流得伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,其优点就是可以实现比较复杂得控制算法,事项数字化、网络化与智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计得驱动电路,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得冲击。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得功率板与控制板两个模块。如图2所示功率板(驱动板)就是强电部,分其中包括两个单元,一就是功率驱动单元IPM用于电机得驱动,二就是开关电源单元为整个系统提供数字与模拟电源。控制板就是弱电部分,就是电机得控制核心也就是伺服驱动器技术核心控制算法得运行载体。控制板通过相应得算法输出PWM信号,作为驱动电路得驱动信号,来改逆变器得输出功率,以达到控制三相永磁式同步交流伺服电机得目得。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得三相电或者市电进行整流,得到相应得直流电。经过整流好得三相电或市电,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。功率驱动单元得整个过程可以简单得说就就是AC-DC-AC得过程。整流单元(AC-DC)主要得拓扑电路就是三相全桥不控整流电路。逆变部分(DC-AC)采用采用得功率器件集驱动电路,保护电路与功率开关于一体得智能功率模块(IPM),主要拓扑结构就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(PulseWidth Modul