[發(fā)明專利]基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310414265.1
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103457536A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江華
• 申請（專利權(quán)）人: 南京歐陸電氣傳動有限公司
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器，其特征在于，包括交流電源、整流電路、功率逆變器、電機、電流檢測單元、編碼器、位置反饋單元、可編程邏輯控制單元、微處理器、PWM脈寬調(diào)制單元和光耦驅(qū)動單元，交流電源輸出的電源通過整流電路整流后并通過功率逆變器進行變頻變壓轉(zhuǎn)換成電機的工作電壓；電流檢測單元采集電機的工作電流信號并傳輸至微處理器;?編碼器為增量式編碼器和/或絕對式編碼器，設(shè)置于電機的動力輸出端以獲取電機轉(zhuǎn)子的位置信號并傳輸至位置反饋單元，且位置反饋單元根據(jù)可編程邏輯控制單元的設(shè)置來選擇位置反饋采用增量式編碼器或絕對式編碼器，并將相應(yīng)的位置信號通過可編程邏輯控制單元傳輸至微處理器；微處理器根據(jù)反饋的電流信號及位置信號計算電機轉(zhuǎn)子的位置和當前速度，實現(xiàn)電流環(huán)/速度環(huán)/位置環(huán)的控制，并輸出相應(yīng)的PWM信號到PWM脈寬調(diào)制單元，然后通過光耦驅(qū)動單元送至功率逆變器以調(diào)制電機的工作電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器，其特征在于，微處理器包括電流信號接收單元、位置信號接收單元、電流環(huán)/速度環(huán)/位置環(huán)的控制電路和PWM信號輸出單元，所述電流信號接收單元與電流檢測單元連接以接收電流信號，所述位置信號接收單元與可編程邏輯控制單元連接以接收位置信號，所述電流環(huán)/速度環(huán)/位置環(huán)的控制電路根據(jù)所述電流信號和位置信號計算出電機轉(zhuǎn)子的位置和當前速度，從而生成相應(yīng)的PWM信號，并通過所述PWM信號輸出單元發(fā)送給所述PWM脈寬調(diào)制單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器，其特征在于，所述微處理器的處理過程如下：

接收輸入的電流信號和位置信號；

對所述電流信號進行極性判斷，同時將所述位置信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的速度信號；

將經(jīng)過極性判斷處理后獲得的電流信號進行Park變換，然后進行PI調(diào)節(jié)，生成對應(yīng)的電壓信號；

根據(jù)速度信號和電流信號生成電壓補償信號；

將電壓信號和電壓補償信號疊加生成對應(yīng)PWM信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器，其特征在于，所述電流檢測單元包括依次連接的用于檢測電機相電流的采樣電阻、線性光耦合器、運算放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元及數(shù)字信號處理器，所述的數(shù)字信號處理器設(shè)有溫度補償單元及與溫度補償單元相連的電流計算單元；所述的采樣電阻表面設(shè)有一溫度傳感器，溫度傳感器經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與溫度補償單元相連，溫度補償單元接收溫度信號補償采樣電阻的電阻值以消除溫度對采樣電阻的阻值的影響；采樣電阻的電壓信息通過線性光耦合器、運算放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與電流計算單元相連，電流計算單元根據(jù)采樣電阻的電壓信息及補償后的采樣電阻的電阻值計算電機相電流。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器，其特征在于，所述電流檢測單元采用磁場平衡式霍爾電流檢測器進行電流信號檢測。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器，其特征在于，所述電流檢測單元采用電流互感器進行電流信號檢測。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器，其特征在于，?所述位置反饋單元包括編碼器接口、增量式編碼器接口管理電路、絕對式編碼器接口管理電路、差分接收檢測電路，增量式編碼器接口通過差分接收檢測電路與邏輯控制電路相連接，絕對式編碼器接口通過差分接口芯片與邏輯控制電路相連接，編碼器接口外接編碼器，并通過可編程邏輯控制單元的設(shè)置來選擇位置反饋采用增量式編碼器或者絕對式編碼器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流檢測和位置反饋結(jié)構(gòu)的交流伺服驅(qū)動器，其特征在于，所述電機為交流感應(yīng)伺服電機。