[實用新型]兼容多種位置反饋并支持多種總線協議的交流伺服驅動器

有效

• 申請號: 201020575348.0
• 申請日: 2010-10-25
• 公開（公告）號: CN201869158U
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 劉永江;李長兵;曾慶明;曹章平;楊俊平;王文鋒
• 申請（專利權）人: 廣州數控設備有限公司
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;G05B19/418
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本實用新型涉及交流伺服驅動器領域，特別涉及一種兼容多種位置反饋并支持多種總線協議的交流伺服驅動器。

背景技術

目前市場上的交流伺服驅動單元一般標配增量式編碼器，其線數由1024至5000線不等，控制較簡單，只需要對其輸出的脈沖進行計數和辨別方向即可，根據脈沖數來確定電機的位置，以電機的Z脈沖為參考點，每次上電需要重新找Z脈沖作為“0”參考點；而配置絕對式編碼器的使用相對較少，一般在17bit至19bit，可以直接讀取電機的絕對位置，不需要找參考點，其“0”位置是固定不變的。然而，這也存在較多的問題：(1)增量式編碼器需要更多連接線和硬件接口處理，例如多摩川的2500線的增量式編碼器需要的硬件連接線是14根，而同品牌的17bit的絕對式編碼器的硬件連線則只需要4根；(2)增量式編碼器報警或者掉電之后，驅動器需要重新對電機進行初始定位之后才能正常運行，而絕對式編碼器即使掉電也能實時記憶當前位置，驅動器只需要讀取當前編碼器的位置不需要對電機進行初始化定位；(3)增量式編碼器定位精度低，速度波動率大。目前也有少數標配絕對式編碼器的伺服產品，具有比增量式編碼器更高的分辨率，可以對驅動器的定位精度和速度環響應都有相應的改善，可以滿足高精度、快響應的應用場合要求，但是它的價格較增量式編碼器要高得多，因此，對驅動器市場來說，增量式編碼器更具有價格競爭力。目前市場上的各種交流伺服驅動器的編碼器接口只適用于增量式光電編碼器，或者絕對式編碼器，更無法實現對增量式編碼器和絕對式編碼器的兼容。

另外，目前國內常用的伺服驅動單元，其控制指令來源往往是模擬電壓或脈沖的方式，存在速度低、抗干擾能力差等缺點，能支持總線協議的伺服驅動單元更是鳳毛麟角，往往一個廠家使用一種通信總線，更無法實現多種總線協議的兼容，因為往往不同的通信總線其協議也不一樣；而國外一些伺服廠家所產的伺服驅動單元可以使用多種通信總線，但在改變通信總線時需要相應的更換控制主板以匹配不同的需求，這就使得伺服驅動單元使用較不方便，其使用成本也高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種兼容多種位置反饋并支持多種總線協議的交流伺服驅動器，該交流伺服驅動器可兼容增量式編碼器和絕對式編碼器，也實現了在不更換控制板的情況下支持三種總線協議，其實用性好。

本實用新型的技術方案為：一種兼容多種位置反饋并支持多種總線協議的交流伺服驅動器，包括功率單元、顯示單元和控制單元，功率單元和顯示單元分別與控制單元連接；所述控制單元包括處理模塊、總線接口模塊和位置反饋接口模塊，處理模塊包括相連接的DSP和FPGA，DSP還分別與功率單元和顯示單元連接，FPGA的輸入端分別與總線接口模塊和位置反饋接口模塊連接，FPGA通過位置反饋接口模塊分別外接增量式編碼器或絕對式編碼器。

所述位置反饋接口模塊包括增量式編碼器接口、絕對式編碼器接口、差分接收檢測電路和差分接口芯片，增量式編碼器接口通過差分接收檢測電路與FPGA連接，絕對式編碼器接口通過差分接口芯片與FPGA連接，增量式編碼器接口外接增量式編碼器，絕對式編碼器接口外接絕對式編碼器。

所述控制單元通過物理層和應用層實現三種總線協議的選擇，物理層為總線接口模塊中各硬件組成的硬件電路，包括至少一組依次連接的網卡接口、網絡變壓器和以太網物理層芯片，以太網物理層芯片與FPGA連接，應用層為設于DSP內的軟件。

所述功率單元包括交-直-交功率主電路、集成驅動電路和SVPWM脈寬調制集成電路，集成驅動電路與交-直-交功率主電路連接，DSP通過SVPWM脈寬調制集成電路與交-直-交功率主電路連接，交-直-交功率主電路的輸出端外接電機。

所述交-直-交功率主電路的輸出端還設有電流檢測模塊，并通過電流檢測模塊與DSP連接，通過電流檢測模塊實時監測交-直-交功率主電路的輸出電流，保證電機的正常工作。

所述顯示單元包括LED顯示模塊和數據存儲模塊，LED顯示模塊和數據存儲模塊分別與DSP連接。

所述LED顯示模塊采用LED顯示屏幕。