CN201499126U - 交流伺服驱动器控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流伺服驱动器控制电路，提高三相交流异步电机的控制精度；该控制器包括：输入接口，接收外部控制信号；监控接口，接收所述三相交流异步电机的监控信号；通讯接口，接收外界的实时控制信号；运算器，存储有控制程序，根据所述外部控制信号、监控信号及实时控制信号，调用所述控制程序产生控制指令；反馈接口，接收正交编码器反馈信号；信号发生器，基于电流矢量控制原理，根据所述反馈信号及控制指令，产生脉宽调制驱动信号；输出接口，输出所述脉宽调制驱动信号。本实用新型提高了三相交流异步电机的控制精度，可对普通交流感应电机和变频电机的位置、转速、加速度和输出转矩进行控制。

Description

交流伺服驱动器控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种控制电路，尤其涉及一种交流伺服驱动器控制电路。

背景技术

在交流伺服系统中，电动机的类型有永磁同步交流伺服电机(PMSM)和感应异步交流伺服电机(IM)。PMSM具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控制，调速范围宽广、动态特性和效率都很高，已经成为伺服系统的主流之选。而IM虽然结构坚固、制造简单、价格低廉，但是在特性上和效率上存在差距，只在大功率场合得到重视。

交流伺服系统的性能，可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。在控制策略上，基于电机稳态数学模型的电压频率控制方法和开环磁通轨迹控制方法都难以达到良好的伺服特性，目前普遍应用的是基于永磁电机动态解耦数学模型的矢量控制方法，这是现代伺服系统的核心控制方法。

高性能伺服控制必须依赖高精度的转子位置反馈，目前的无位置传感器技术(Sensorless Control)，一般应用在一些对位置和速度精度要求不高的伺服控制场合中，比如单纯追求快速起停和制动的缝纫机伺服控制，因此有必要对无位置传感器技术继续改进，以提高三相交流异步电机的控制精度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是在于需要提供一种交流伺服驱动器控制电路，提高三相交流异步电机的控制精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种交流伺服驱动器控制电路，应用于伺服控制三相交流异步电机，包括：

输入接口，接收外部控制信号；

监控接口，接收所述三相交流异步电机的监控信号；

通讯接口，接收外界的实时控制信号；

运算器，与所述输入接口、监控接口、通讯接口相连，存储有控制程序，根据所述外部控制信号、监控信号及实时控制信号，调用所述控制程序产生控制指令；

反馈接口，接收正交编码器反馈信号；

信号发生器，与所述运算器及反馈接口相连，基于电流矢量控制原理，根据所述反馈信号及控制指令，产生脉宽调制驱动信号；

输出接口，与所述信号发生器相连，输出所述脉宽调制驱动信号。

优选地，所述输入接口包括：

数字信号输入接口，接收数字量控制信号；

模拟信号输入接口，接收模拟量控制信号。

优选地，所述通讯接口，包括RS-232通讯接口和422通讯接口。

优选地，所述运算器包括：

存储器，存储标准控制程序；

指令生成器，与所述输入接口、监控接口、通讯接口及存储器相连，根据所述外部控制信号、监控信号及实时控制信号，调用所述标准控制程序，产生所述控制指令。

优选地，所述存储器，包括电子可擦可编程只读存储器。

优选地，所述运算器进一步包括：

语言编译器，与所述存储器相连，接收用户自行编制自定义控制程序，并将所述自定义控制程序保存到所述存储器。

与现有技术相比，本实用新型提高了三相交流异步电机的控制精度，可对普通交流感应电机和变频电机的位置、转速、加速度和输出转矩进行控制，实现了对电机全数字控制，能够使交流感应电机具有和同步电机、直流电机一样的调速特性。

附图说明

图1是本实用新型交流伺服驱动器控制电路一实施例组成示意图。

图2是图1所示运算器140的组成示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本实用新型作进一步地详细说明。

图1为本实用新型交流伺服驱动器控制电路一实施例组成示意图。如图1所示，该控制器实施例主要包括输入接口110、监控接口120、运算器140、反馈接口150、信号发生器160、输出接口170及通讯接口130，其中：

输入接口110，接收外部控制信号；该外部控制信号包括数字量控制信号，以及模拟量控制信号；

监控接口120，接收三相交流异步电机的监控信号，该监控信号比如包括过流、过压等等；

通讯接口130，实时传输通讯数据，完成交流伺服驱动器控制电路与外界的通讯，可与多种数控系统以及电脑连接，接收外界的实时控制信号，以便交流伺服驱动器控制电路的实时控制，包括RS-232通讯接口和422通讯接口；

运算器140，与输入接口110、监控接口120、通讯接口130及信号发生器160相连，存储有控制程序，根据输入接口110接收的外部控制信号、监控接口120接收的监控信号以及通讯接口130接收的实时控制信号，调用控制程序产生控制指令，并发送给信号发生器160；

反馈接口150，接收正交编码器反馈信号；

信号发生器160，与反馈接口150及运算器140相连，接收反馈接口150所接收的反馈信号以及运算器140发送的控制指令，并在实时操作系统(OS)下基于电流矢量控制原理，根据该反馈信号以及该控制指令，产生脉宽调制(PWM)驱动信号；

输出接口170，与信号发生器160相连，将信号发生器160产生的PWM驱动信号输出到与控制器相连的驱动板等设备。

上述输入接口110，包括接收数字量控制信号的数字信号输入接口，和接收模拟量控制信号的模拟信号输入接口。

图2为上述运算器140的组成示意图。如图2所示，该运算器140包含语言编译器141、存储器142及指令生成器143，其中：

语言编译器141，接收用户自行编制自定义控制程序，并将所编制的自定义控制程序保存到存储器142；

存储器142，与语言编译器141相连，存储语言编译器141发送的自定义控制程序以便调用，并存储有标准控制程序，包括速度、位置、转矩控制等标准控制程序，使用时直接调用即可；在本实施例中，该存储器为电子可擦可编程只读存储器(E²PROM)；

指令生成器143，与输入接口110、监控接口120、通讯接口130、信号发生器160及存储器142相连，根据该外部控制信号、监控信号及实时控制信号，调用存储器142所保存的控制程序，产生控制指令并发送给信号发生器160。

上述的运算器140及信号发生器160，均可以采用32位微处理器(CPU)来实现。其中运算器140分为语言编译器141、存储器142及指令生成器143仅仅是根据功能进行划分的，在物理实现上，可以作为一个整体出现。

本实用新型交流伺服驱动器控制电路，采用电流矢量控制原理并融入智能控制技术，对三相交流异步电机进行伺服控制。借助监控接口120实现了过流、过压、欠压、超温、缺相、过载及失载等保护功能。借助反馈接口150、信号发生器160及输出接口170，实现了电流、速度、位置三闭环功能。可以应用于机床、纺织、塑机、造纸及各种自动化流水线等运动控制领域。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种交流伺服驱动器控制电路，应用于伺服控制三相交流异步电机，其特征在于，包括：

输入接口，接收外部控制信号；

监控接口，接收所述三相交流异步电机的监控信号；

通讯接口，接收外界的实时控制信号；

运算器，与所述输入接口、监控接口、通讯接口相连，存储有控制程序，根据所述外部控制信号、监控信号及实时控制信号，调用所述控制程序产生控制指令；

反馈接口，接收正交编码器反馈信号；

信号发生器，与所述运算器及反馈接口相连，根据所述反馈信号及控制指令，产生脉宽调制驱动信号；

输出接口，与所述信号发生器相连，输出所述脉宽调制驱动信号。

2.如权利要求1所述的交流伺服驱动器控制电路，其特征在于，所述输入接口包括：

数字信号输入接口，接收数字量控制信号；

模拟信号输入接口，接收模拟量控制信号。

3.如权利要求1所述的交流伺服驱动器控制电路，其特征在于：

所述通讯接口，包括RS-232通讯接口和422通讯接口。

4.如权利要求1所述的交流伺服驱动器控制电路，其特征在于，所述运算器包括：

存储器，存储标准控制程序；

指令生成器，与所述输入接口、监控接口、通讯接口及存储器相连，根据所述外部控制信号、监控信号及实时控制信号，调用所述标准控制程序，产生所述控制指令。

5.如权利要求4所述的交流伺服驱动器控制电路，其特征在于：

所述存储器，包括电子可擦可编程只读存储器。

6.如权利要求4所述的交流伺服驱动器控制电路，其特征在于，所述运算器进一步包括：

语言编译器，与所述存储器相连，接收用户自行编制自定义控制程序，并将所述自定义控制程序保存到所述存储器。

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