CN203387449U - 双电机永磁交流伺服系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种双电机永磁交流伺服系统，包含伺服驱动器控制器系统、第一交流伺服电机和第二交流伺服电机；所述伺服驱动器控制器系统由MCU模块、功能电路模块和保护电路模块组成；所述伺服驱动器控制器系统包括有单刀双掷开关，所述双电机永磁交流伺服系统在停电时候从普通电源的接线口2切换至有同步保存电机控制信息的UPS供电模块的接线口3。与现有技术相比，本实用新型的优点是这种伺服系统不仅延续了原伺服驱动器的高效率,高响应,高精确的控制特性，而且具有控制成本低；可靠性好、集成度高；同步性好、提高伺服性能；安装体积小，操作方便；断电状态下，可以同步保存信息。

Description

双电机永磁交流伺服系统

技术领域

本实用新型专利涉及一种以单台永磁交流伺服驱动器拖动两台永磁交流伺服电机独立运行,且在断电状态而UPS工作时，能够保存位置信息的双电机永磁交流伺服驱动器。

背景技术

伺服系统原理：永磁交流伺服系统包括永磁交流伺服电机和永磁交流伺服驱动器，其中永磁交流伺服驱动器是以专用数字处理芯片DSP为核心，采用IGBT智能模块和高精度的位置及速度反馈装置（编码器或旋转变压器），实现对永磁交流伺服电机的位置控制，速度控制和扭矩控制等多种控制方式。

常规多轴单电机驱动系统：永磁交流伺服系统相对异步电机系统，具有响应快，精度高，调速范围宽等优点，广泛应用于机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备中。在要求双轴控制的情况下，常规的解决方案是采用二个单轴的驱动控制。图2是一个典型的单轴系统，包括一个电机和一个驱动器，可以形成电流、速度和位置的闭环控制，但是，常规的双轴驱动方案由两台驱动器和两台伺服电机构成，存在成本高，双轴同步性能差，设备安装占用空间大，断电时不宜保持信息或者信息保存不同步产生等缺点。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种双电机永磁交流伺服系统，以解决现有技术中的常规的双轴驱动方案由两台驱动器和两台伺服电机构成，存在成本高，双轴同步性能差，设备安装占用空间大的技术性问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种双电机永磁交流伺服系统，包含伺服驱动器控制器系统、第一交流伺服电机和第二交流伺服电机；所述伺服驱动器控制器系统由MCU模块、电机驱动单元以及供电电源单元；电机驱动单元包括第一电机驱动单元与第二电机驱动单元，所示MCU模块电性连接第一电机驱动单元与第二电机驱动单元，所述第一电机驱动单元与第二电机驱动单元对应连接第一交流伺服电机和第二交流伺服电机，所述供电电源单元连接MCU模块以及电机驱动单元。

优选地，所述供电电源单元包括UPS供电模块以及普通电源模块，所述UPS供电模块和普通电源模块通过一单刀双掷开关连接MCU模块以及电机驱动单元，其中，系统在停电时候从普通电源模块的接线口切换至有同步保存电机控制信息的UPS供电模块的接线口。

优选地：所述MCU模块为DSP控制处理单元，所述DSP控制处理单元发出两路PWM信号分别至第一电机驱动单元与第二电机驱动单元驱动两台电机同步运行。

优选地：所述第一交流伺服电机和第二交流伺服电机分别安装位置反馈单元，所述位置反馈单元连接MCU模块。

优选地：所述系统还包括功能电路模块和保护电路模块，所述功能电路模块包括整流电路单元、制动回路电路单元和内部开关电源单元，所述保护电路模块包括过压保护电路单元、欠压保护电路单元、温度保护电路单元以及缺相保护电路单元。

本实用新型的优点是这种伺服系统不仅延续了原伺服驱动器的高效率,高响应,高精确的控制特性，而且具有控制成本低；可靠性好、集成度高；同步性好、提高伺服性能；安装体积小，操作方便；断电状态下，可以同步保存信息。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的双电机永磁交流伺服系统的结构示意图；

图2为现有技术一个典型的单轴驱动系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照附图1，一种双电机永磁交流伺服系统，包含伺服驱动器控制器系统1、第一交流伺服电机2和第二交流伺服电机3；所述伺服驱动器控制器系统1由MCU模块4、电机驱动单元以及供电电源单元；电机驱动单元包括第一电机驱动单元5与第二电机驱动单元6，所示MCU模块电性连接第一电机驱动单元5与第二电机驱动单元6，所述第一电机驱动单元5与第二电机驱动单元6对应连接第一交流伺服电机2和第二交流伺服电机3，所述供电电源单元连接MCU模块4以及电机驱动单元；所述供电电源单元包括UPS供电模块7以及普通电源模块8，所述UPS供电模块7和普通电源模块8通过一单刀双掷开关9连接MCU模块1以及电机驱动单元，其中，系统在停电时候从普通电源模块8的接线口切换至有同步保存电机控制信息的UPS供电模块7的接线口；

所述MCU模块4为DSP控制处理单元，所述DSP控制处理单元发出两路PWM信号分别至第一电机驱动单元5与第二电机驱动单元6驱动两台电机同步运行；

所述第一交流伺服电机2和第二交流伺服电机3分别安装位置反馈单元10，所述位置反馈单元10连接MCU模块4；所述系统还包括功能电路模块和保护电路模块，所述功能电路模块包括整流电路单元、制动回路电路单元和内部开关电源单元，所述保护电路模块包括过压保护电路单元、欠压保护电路单元、温度保护电路单元以及缺相保护电路单元，可以大大节省了控制成本。

综合以上本实用新型的结构与原理可知，本实用新型的优点是这种伺服系统不仅延续了原伺服驱动器的高效率,高响应,高精确的控制特性，而且具有控制成本低；可靠性好、集成度高；同步性好、提高伺服性能；安装体积小，操作方便；断电状态下，可以同步保存信息。

进一步介绍本实用新型的一些有益效果如下：

(1)控制成本低：随着微处理器和电力电子技术的迅猛发展，DSP的运算速度大幅提升，用单片DSP芯片同时控制两台电机成为可能，一拖二双电机是在一个程序运行周期内，完成两套控制指令运算，输出两对PWM信号，同时控制两台伺服电机；

（2）硬件成本低：由于两台电机可以共用一些功能电路，如整流电路、制动回路、内部开关电源，也可以共用一些保护电路，如过压、欠压、温度保护电路，简化了电路结构，大大节约了器件成本，缩小驱动体积，也减少安装面积，大大节省了控制器的成本；

（3）系统节能：在电机进行制动时将有一部分的能量回馈到电路中，在单轴系统中只能将这些能量通过制动电阻消耗掉。在这个系统中，如果领一台电机在正常出力，这些能量可以被正在出力的电机所利用，对于频繁启停和正反转的系统，节能效果明显；

(4)实现双轴实时同步：在多台电机同时运行的工控系统中，经常要求多轴同步运动。采用双电机驱动的驱动器，由于采用同一DSP或微处理器控制，可以实现两个单元同步运动。而单轴独立控制时，因通信延时、内部控制节拍不一致，很难实现同步。

（5）断电时信息同步保护功能：本实用新型装置可以通过UPS和普通供电电源供电，正常工作时通过普通供电电源供电。驱动器内部的供电电源检测电路实时检测供电电源的状况，在发生供电电源突然断电的状况下，该电路将发出断电报警信号。由于驱动器整流电路后面接有容量较大的滤波电容，在发生供电电源断电的瞬间，滤波电容中仍然有一定的电量，维持系统工作。断电报警信号发出后，系统将立即关闭主驱动电路，或者做紧急停车处理，停止两台电机的运行，同时将主电路从普通供电电源切换到UPS电源（图1中继电器从点2切换到点3）。由于在切换过程中，驱动器内部电路一直没有发生掉电的情况，所以可以同步保存两台电机和驱动器的信息，在供电电源恢复时，可以继续运行,保证位置等信息与上位机记录同步，降低产品不良率。

本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种双电机永磁交流伺服系统，其特征在于，包含伺服驱动器控制器系统、第一交流伺服电机和第二交流伺服电机；所述伺服驱动器控制器系统由MCU模块、电机驱动单元以及供电电源单元；电机驱动单元包括第一电机驱动单元与第二电机驱动单元，所示MCU模块电性连接第一电机驱动单元与第二电机驱动单元，所述第一电机驱动单元与第二电机驱动单元对应连接第一交流伺服电机和第二交流伺服电机，所述供电电源单元连接MCU模块以及电机驱动单元。

2.如权利要求1所述的双电机永磁交流伺服系统，其特征在于，所述供电电源单元包括UPS供电模块以及普通电源模块，所述UPS供电模块和普通电源模块通过一单刀双掷开关连接MCU模块以及电机驱动单元，其中，系统在停电时候从普通电源模块的接线口切换至有同步保存电机控制信息的UPS供电模块的接线口。

3.根据权利要求1所述的双电机永磁交流伺服系统，其特征在于：所述MCU模块为DSP控制处理单元，所述DSP控制处理单元发出两路PWM信号分别至第一电机驱动单元与第二电机驱动单元驱动两台电机同步运行。

4.根据权利要求1所述的双电机永磁交流伺服系统，其特征在于：所述第一交流伺服电机和第二交流伺服电机分别安装位置反馈单元，所述位置反馈单元连接MCU模块。

5.根据权利要求1所述的双电机永磁交流伺服系统，其特征在于：所述系统还包括功能电路模块和保护电路模块，所述功能电路模块包括整流电路单元、制动回路电路单元和内部开关电源单元，所述保护电路模块包括过压保护电路单元、欠压保护电路单元、温度保护电路单元以及缺相保护电路单元。

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