[發明專利]一種無刷電機伺服驅動器

在審

• 申請號: 201911275274.0
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111092573A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 王永祿
• 申請（專利權）人: 深圳市鼎拓達機電有限公司
• 主分類號: H02P6/17
• 分類號: H02P6/17
• 代理公司: 深圳市智勝聯合知識產權代理有限公司 44368
• 代理人: 張廣興

一種無刷電機伺服驅動器包括控制給定輸入模塊、驅動模塊、運算處理模塊，直流無刷電機和傳感器模塊，所述控制給定輸入模塊將控制信息轉化為數字信號傳入所述驅動模塊，所述驅動模塊驅動所述直流無刷電機運行，所述傳感器模塊感應所述直流無刷電機的運行狀態，所述直流無刷電機設有轉子，所述轉子設有磁鐵，所述傳感器模塊感應所述磁鐵的位置和極性信息并將所述磁鐵的位置和極性信息作為霍爾信號反饋給所述運算處理模塊，所述傳感器模塊將信息輸入所述運算處理模塊后，所述運算處理模塊再根據控制信息和反饋的霍爾信息做對比通過PID算法發出PWM信號傳入所述驅動模塊，所述驅動模塊使所述直流無刷電機按設定的方式運行。

技術領域

本發明涉及電機技術領域，尤其涉及一種無刷電機伺服驅動器。

背景技術

伺服驅動器是現代運動控制的重要組成部分，被廣泛應用于工業機器人及數控加工中心等自動化設備中，當前交流伺服驅動器設計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置閉環控制算法，在伺服驅動器速度閉環中，電機轉子實時速度測量精度對于改善速度環的轉速控制動靜態特性至關重要，為尋求測量精度與系統成本的平衡，一般采用增量式光電編碼器作為測速傳感器，與其對應的常用測速方法為M/T測速法，M/T測速法雖然具有一定的測量精度和較寬的測量范圍，但這種方法有其固有的缺陷，主要包括：1)測速周期內必須檢測到至少一個完整的碼盤脈沖，限制了最低可測轉速；2)用于測速的2個控制系統定時器開關難以嚴格保持同步，在速度變化較大的測量場合中無法保證測速精度，因此應用該測速法的傳統速度環設計方案難以提高伺服驅動器速度跟隨與控制性能，傳統伺服驅動器，使用永磁同步電機(PMSM)+編碼器，軟件控制核心算法使用FOC方式，受外圍器件限制，最高轉速一般在1萬轉以下，轉速與控制精度的矛盾非常大，電機、編碼器、驅動器成本非常高，普通的直流無刷電機雖然轉速高但一般只能做速度控制，不能做位置控制整。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種無刷電機伺服驅動器，所述無刷電機伺服驅動器能夠加快驅動軟件的運行速度，縮短核心算法的執行時間，提高位置反饋響應速度，突破速度與精度瓶頸，具有豐富控制給定輸入方式。

本發明通過以下技術方案實現的：

本發明提出一種無刷電機伺服驅動器，所述無刷電機伺服驅動器包括控制給定輸入模塊、驅動模塊、運算處理模塊，直流無刷電機和傳感器模塊，所述控制給定輸入模塊將控制信息轉化為數字信號傳入所述驅動模塊，所述驅動模塊驅動所述直流無刷電機運行，所述傳感器模塊感應所述直流無刷電機的運行狀態，所述直流無刷電機設有轉子，所述轉子設有磁鐵，所述傳感器模塊感應所述磁鐵的位置和極性信息并將所述磁鐵的位置和極性信息作為霍爾信號反饋給所述運算處理模塊，所述傳感器模塊將信息輸入所述運算處理模塊后，所述運算處理模塊再根據控制信息和反饋的霍爾信息做對比通過PID算法發出PWM信號傳入所述驅動模塊，所述驅動模塊使所述直流無刷電機按設定的方式運行。

進一步的，所述驅動模塊內部軟件分為兩部分：一、所述轉子實時角度用于所述直流無刷電機正常運行的換相信號；二、實時計算所述直流無刷電機運行位置，產生所述直流無刷電機控制參數，為達提高軟件運行速度的目的，使用上下橋臂互補輸出的驅動方式。

進一步的，所述無刷電機伺服驅動器包括橋臂電路，所述直流無刷電機包括電機線圈，所述控制給定輸入模塊將控制信息轉化為數字信號傳入所述驅動模塊，所述驅動模塊將控制信息轉化為PWM信號，所述橋臂電路接收到PWM信號產生三相額定電壓，所述三相額定電壓產生三相電流，所述三相電流依序流經所述電機線圈產生旋轉磁場，所述旋轉磁場與所述磁鐵相互作用產生扭矩，使所述直流無刷電機開始運行。