[發明專利]一種無編碼器伺服電機控制器

在審

• 申請號: 201811524241.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109617494A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 張茂青;董璐;惠越超;丁榮暉
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;H02K11/33;H02K11/20;H02K11/21;H02K11/27
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

本申請涉及一種無編碼器伺服電機控制器，屬于電機控制技術領域，所述無編碼器伺服電機控制器包括：用于供電的電源模塊、第一處理器、第二處理器、信號處理模塊、電流檢測模塊、反電勢檢測模塊、三相功率逆變器和驅動模塊；可以解決使用具有編碼器的電機控制器來驅動同步伺服電機時，使用編碼器來檢測轉子的位置和轉速，而編碼器的機械加工和安裝精度要求較高導致智能機器人集成關節組件的集成效率較低的問題；可以實現使用無編碼器伺服電機控制器驅動智能機器人的集成化關節組件中的電機；可以提高關節組件的集成度和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種無編碼器伺服電機控制器，屬于電機控制技術領域。

背景技術

關節組件是構成機器人尤其是機械臂的重要核心部件。在機器人關節組件主要依靠電機控制器控制電機運動來實現關節的運動。

目前，電機控制器通常使用編碼器來檢測電機轉子的位置和轉速。然而，編碼器的機械加工和安裝精度的要求很高，會導致機器人關節組件的集成化難度高，集成效率較低的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無編碼器伺服電機控制器。為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種無編碼器伺服電機控制器，用于驅動三相繞組的同步伺服電機，所述同步伺服電機與所述無編碼器伺服電機控制器安裝于智能機器人的集成化關節組件中；所述無編碼器伺服電機控制器包括：

用于供電的電源模塊、電源輸入端與所述電源模塊相連的第一處理器和第二處理器、輸出端與所述第二處理器的輸入端相連的信號處理模塊、輸出端與所述信號處理模塊的第一輸入端相連的電流檢測模塊、輸出端與所述信號處理模塊的第二輸入端相連的反電勢檢測模塊、第一反饋端與所述電流檢測模塊的輸入端相連且第二反饋端與所述反電勢檢測模塊的輸入端相連的三相功率逆變器、輸入端與所述第二處理器的輸出端相連的驅動模塊；

所述第二處理器的輸出端與所述第一處理器的輸入端相連；

所述驅動模塊的輸出端與所述三相功率逆變器的輸入端相連；

所述三相功率逆變器的輸出端與所述同步伺服電機相連。

可選地，所述信號處理模塊，用于對所述反電勢檢測模塊輸出的三個反電勢進行整形，得到三個反電勢過零脈沖。

可選地，所述第二處理器，用于對所述信號處理模塊輸出的三個反電勢過零脈沖兩兩之間進行內插值處理，得到兩組2倍頻的脈沖信號；根據所述兩組2倍頻的脈沖信號計算所述同步伺服電機的數字化轉角信號。

可選地，所述第二處理器，還用于將所述電流檢測模塊檢測到的電流值發送至所述第一處理器；

所述第一處理器，用于基于磁場定向控制FOC算法使用所述同步伺服電機的電機速度、所述第二處理器輸出的數字化轉角信號和電流值計算得到三相脈沖寬度調制波形；將所述三相脈沖寬度調制波形輸出至所述驅動模塊；

所述驅動模塊，用于根據所述三相脈沖寬度調制波形驅動所述三相功率逆變器；

所述三相功率逆變器，用于根據所述驅動模塊的驅動向所述同步伺服電機輸入具有所述三相脈沖寬度調制波形的電流。

可選地，所述第一處理器與所述第二處理器為ARM處理器。

可選地，所述驅動模塊為絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動電路。