[實用新型]一種轉角電機位置驅動器

有效

• 申請號: 201020593513.5
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN201878080U
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 陳志瑞;張少飛;邢寶喜;賈帥儒;劉宏;胡錫梅;高仲山;呂田有;陳艾君;趙昌周
• 申請（專利權）人: 大同北方天力增壓技術有限公司
• 主分類號: H02P6/16
• 分類號: H02P6/16;H02P6/06
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

技術領域

本實用新型涉及伺服電機驅動裝置，特別是涉及一種轉角電機位置驅動器。

背景技術

轉角電機位置驅動器是轉角電機完成精確轉角定位的控制裝置。轉角電機的理想要求是轉矩大并且速度快，這種電機的技術特征是電樞時間常數大和轉動慣量小。由于轉角電機的電樞時間常數和轉動慣量的差距越大，其可控性越差，因此，在一定程度上，控制技術制約了高性能轉角電機的應用。

轉角電機位置驅動器的現有技術為：目標轉角位置信號與轉角電機輸出的實際轉角位置信號比較；得到的位置偏差信號，經過PID校正調節，作為控制電流與實際的電樞電流比較；得到的電流偏差信號，經過PD校正調節，作為控制信號，經過脈沖寬度調制和H橋功率放大，驅動轉角電機。精確定位控制由置于轉角偏差信號處理環節的積分調節實現；H橋采用雙邊單極性驅動方式。

現有轉角電機位置驅動器的不足之處在于：

●位置偏差量至控制量的增益較?。?/p>

●相當于比例，積分所占的增益份額較大；

●相當于雙邊雙極性控制的H橋，雙邊單極性控制的H橋驅動電樞電流的速度較慢；

●控制轉角電機響應速度慢、控制能力低并且易于發生振蕩；

●對于高速、大轉矩轉角電機，存在著控制不了的問題；

●對于一般轉角電機，存在著對大信號或突變載荷響應時，發生振蕩的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決相對于轉動慣量電樞時間常數較大的轉角電機的控制問題，以及轉角電機響應大信號或突變載荷時發生振蕩的問題，提供一種轉角電機位置驅動器。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種轉角電機位置驅動器，該驅動器由殼體和內部電路構成，所述的內部電路包括電源電路、目標電路、反饋電路、控制電路、H橋電路；外接的位置控制裝置與目標電路的輸入端相連，外接的轉角電機的位置傳感器與反饋電路的輸入端相連，所述的目標電路的目標位置輸出端、反饋電路輸出的電機位置信號、電機轉速信號、傳感器故障輸出信號、H橋電路反饋輸出的電機電流信號分別與控制電路的輸入端相連，所述的控制電路的控制輸出端與H橋電路的輸入端相連，H橋電路的電樞電流輸出端與外接的轉角電機的電樞繞組相連。

所述的目標電路包括輸入接口電路、延時電路；外接的位置控制裝置輸出的位置電流信號與輸入接口電路的輸入端相連，輸入接口電路輸出的位置電壓信號與延時電路的輸入端相連，延時電路輸出目標位置信號。

所述的反饋電路包括傳感器接口電路、檢測電路、微分電路；外接的轉角電機的位置傳感器信號與傳感器接口電路的輸入端相連，傳感器接口電路輸出電機位置信號，電機位置信號與檢測電路和微分電路的輸入端相連，檢測電路輸出傳感器故障信號、微分電路輸出電機轉速信號。

所述的控制電路包括位置電路、轉速電路、電流電路、調制電路、波形電路、窗口電路、限幅電路；所述的H橋電路反饋輸出的電機電流信號與窗口電路的輸入端相連，目標位置信號、電機位置信號、傳感器故障信號分別與位置電路的輸入端相連，位置電路輸出目標轉速信號，目標轉速信號、電機轉速信號分別與轉速電路的輸入端相連，轉速電路輸出目標電流信號，目標電流信號與窗口電路的雙向端口相連，目標電流信號、電機電流信號、波形電路輸出的微動電流信號分別與電流電路的輸入端相連，電流電路輸出的調節信號與限幅電路的雙向端口相連，調節信號、三角波信號分別與調制電路的輸入端相連，調制電路輸出控制信號。

所述的H橋電路包括時序電路、驅動電路、采樣電路、保護電路、極性電路，放大電路、濾波電路；控制信號與時序電路的輸入端相連，時序電路輸出的正向和反向控制信號分別與驅動電路的控制輸入端相連，時序電路輸出的同步信號與極性電路的極性選擇輸入端相連，驅動電路的驅動電源與采樣電路串聯，驅動電路輸出的驅動電流經過濾波電路輸出電樞電流，采樣電路輸出的電流采樣信號與極性電路的輸入端相連，采樣電路輸出的電流采樣信號和短路信號分別與保護電路的輸入端相連，驅動電路輸出的低邊控制信號與保護電路的屏蔽輸入端相連，保護電路輸出的關閉信號與驅動電路的關閉控制輸入端相連，極性電路輸出的反饋信號與放大電路的輸入端相連，放大電路輸出電機電流信號。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果：

1、本實用新型所述的轉角電機位置驅動器采用轉角電機的轉角位置、轉角速度和電樞電流三重反饋控制并且對這三個反饋信號進行了超前補償；位置環和速度環采用比例調節，電流環采用比例和積分調節，H橋采用雙邊雙極性驅動方式；通過這些技術手段的運用，本實用新型系統增益高，積分速度快；