目前主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制重心,可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法,實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為**設(shè)計的驅(qū)動電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流,得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元(AC-DC)主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐?。電機驅(qū)動器需要具備充分的保護功能,如防止因電源電壓降低而引起誤動作的功能等。高壓通道閘電機驅(qū)動器
無刷直流電機(BLDC:Brushless Direct Current Motor),也被稱為電子換向電機(ECM或EC電機)或同步直流電機,是一種使用直流電(DC)電源的同步電機。無刷直流電機實質(zhì)上為采用直流電源輸入,并用逆變器變?yōu)槿嘟涣麟娫?,帶位置反饋的,永磁同步電機。
電機有各式各樣的種類,而無刷直流電機是當(dāng)今理想的調(diào)速電機。它集直流電機與交流電機的優(yōu)點于一身,既有直流電機良好的調(diào)整性能,又有交流電機結(jié)構(gòu)簡單、無換向火花、運行可靠和易于維護等優(yōu)點。因而備受市場歡迎,廣泛應(yīng)用于汽車、家電、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域中。 直流伺服驅(qū)動?伺服驅(qū)動器在控制信號的作用下驅(qū)動執(zhí)行電機,因此驅(qū)動器是否能正常工作直接影響設(shè)備的整體性能。
上位機的指令脈沖輸入(和內(nèi)部脈沖量給定)與來自編碼器的位置反饋脈沖,通過位置比較環(huán)的計算獲得位置偏差信號,位置偏差信號經(jīng)過位置控制器的處理(通常為P比例調(diào)節(jié),在特殊情況下,也有選擇PI比例積分調(diào)節(jié))。生成速度環(huán)的速度給定指令信號,在通過速度控制數(shù)和電流控制器去控制電機的轉(zhuǎn)速。
位置偏差量在轉(zhuǎn)速換成速度給定指令過程中,其速度給定指令的大小由位置比例增益參數(shù)Kp來規(guī)定,因此,Kp參數(shù)設(shè)置越大,控制反應(yīng)越迅速,成為剛性比較硬,反之,剛性比較軟(即反應(yīng)慢)。脈沖偏差易經(jīng)過位置控制器乘上比例增益常數(shù)Kp,轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣冉o定指令,多以說位置控制器就是一個比例控制器。
根據(jù)對機芯的控制方式的不同,分為機械式、半自動式、全自動式,。有些廠商會把半自動式稱為電動式,把全自動式稱為自動式。機械式是通過人力控制攔阻體(與機芯相連)的運轉(zhuǎn),機械限位控制機芯的停止;半自動式是通過電磁鐵來控制機芯的運轉(zhuǎn)和停止;全自動式是通過電機來控制機芯的運轉(zhuǎn)和停止。通過控制機芯的運轉(zhuǎn)和停止,從而進一步控制攔阻體的開啟和關(guān)閉。根據(jù)同一臺閘機所含機芯和攔阻體數(shù)量的不同,閘機可分為單機芯(包含1個機芯和1個攔阻體)和雙機芯(包含2個機芯和2個攔阻體,呈左右對稱形態(tài))。根據(jù)攔阻體和攔阻方式的不同,可以分為三輥閘、擺閘、翼閘、平移閘、轉(zhuǎn)閘、一字閘等。折疊直流有刷電機成本較低,控制技術(shù)比較簡單,因此被國內(nèi)閘機廠商采用。
因為傳統(tǒng)的剛性驅(qū)動器已經(jīng)不能滿足機器人的需求。如足式機器人,在步行運動中總會受到地面的沖擊,如何更好地吸收沖擊能量并良好地控制腿部在沖擊后的運動,需要做機械與控制方面的改進。而研究柔性驅(qū)動器就是其改進方向之一。如工業(yè)機器人,拖動試教是一種簡單快捷的機器人配置功能。在人拖動機器人的過程中,希望人受到的阻力小,機器人運動平順不抖動。除了在柔順控制的算法上做文章,研究機械方面的柔性驅(qū)動器也是一大方向。除此以外,剛性機器人常常因裝配誤差等問題造成“卡死”,剛性的位置控制算法會對機器人關(guān)節(jié)施加很大的堵轉(zhuǎn)扭矩,這容易對機械系統(tǒng)造成損傷。而在關(guān)節(jié)中加入一些吸能與緩沖結(jié)構(gòu),能在機械上保護機器人。再者,外部環(huán)境的沖擊對機器人控制系統(tǒng)來說,通常是極其短暫的階躍信號,如果控制系統(tǒng)的帶寬不高,是難以響應(yīng)這些信號的。即,即便是柔順控制算法,通常也無法很好響應(yīng)沖擊信號,進而無法對環(huán)境的沖擊做出控制,因此機器人在面對沖擊時就會以剛性的狀態(tài)去應(yīng)對。硬碰硬,結(jié)果通常是損害機械本體。道閘由減速箱、電機、(或者采用液壓)傳動機構(gòu)、平衡裝置、機箱、閘桿支架、閘桿等部分組成。伺服控制連接器
通過整流部,將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?,?jīng)電容濾波,產(chǎn)生平穩(wěn)無脈動的直流電源。高壓通道閘電機驅(qū)動器
伺服驅(qū)動器(servo drives)又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用來控制伺服電機的一種控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達,屬于伺服系統(tǒng)的一部分,主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制,實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位,目前是傳動技術(shù)的較好產(chǎn)品。
伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計合理與否,對于整個伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用 。 高壓通道閘電機驅(qū)動器
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