永磁同步伺服电机(PMSM)驱动器原理
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。
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。
图3中vt1~vt6是六个功率开关管,s1、s2、s3分别代表3个桥臂。对各桥臂的开关状态做以下规定:当上桥臂开关管“开”状态时(此时下桥臂开关管必然是“关”状态),开关状态为1;当下桥臂开关管“开”状态时(此时下桥臂开关管必然是“关”状态),开关状态为0。三个桥臂只有“0”和“1”两种状态,因此s1、s2、s3形成000、001、010、011、100、101、111共八种开关管模式,其中000和111开关模式使逆变输出电压为零,所以称这种开关模式为零状态。输出的线电压为uab、ubc、uca,相电压为ua、ub、uc,其中udc为直流电源电压,根据以上可得到附表分析。
控制单元
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*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(ia、ib)和电机位置。将测得的相电流(ia、ib)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id、iq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(iq)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(id=0),但是当速度大于限定值时,可以通过弱磁(id《0),得到更高的速度值。
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其它组态组态其它功能S7-1200 自动化系统具有数量众多的功能,这些功能和集成 CPU 功能一样实用,用户还可以通过插入模块来使用这些功能(例如,通信模块)。 更多详细的描述说明,可通过以下链接获取。
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