伺服驱动器功能模块的实现及原理分析
bmller 2022-09-15
随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交流可调速技术和控制技术的快速发展，永磁交流伺服技术发展迅速。永磁交流伺服系统的性能日益提高，价格合理，使永磁交流伺服系统取代直流伺服系统，特别是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域，已成为现代电动伺服驱动系统的发展趋势。
电机无电刷和换向器，工作可靠，维护保养简单；
定子绕组散热快；
惯性小，容易提高系统的快速度；
适用于高速大扭矩工作状态；
在相同功率下，体积和重量较小，广泛应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，以满足传动领域的发展需求。
永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟和模式混合的发展，现在已经进入了全数字时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟伺服的大分散、零漂移、低可靠性，而且充分发挥了数字控制在控制精度和控制方法灵活性方面的优势，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更可靠。目前，高性能伺服系统大多采用永磁交流伺服系统，包括永磁交流伺服电机和全数字交流永磁同步伺服驱动器。
伺服驱动器由驱动硬件和控制算法两部分组成。控制算法是决定交流伺服系统性能的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要组成部分，也是技术垄断的核心。
交流永磁同步伺服驱动器主要由伺服控制单元、功率驱动单元、通信接口单元、伺服电机及相应的反馈检测设备组成，如图1所示。伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、扭矩和电流控制器等。我们的交流永磁同步驱动集成了先进的控制技术和控制策略，非常适合高精度、高性能要求的伺服驱动领域，也反映了强大的智能，灵活性是传统驱动系统无法比拟的。
目前主流伺服驱动器均采用数字信号处理器（dsp）作为控制的核心，其优点是可以实现更复杂的控制算法、事项数字化、网络化和智能化。智能功率模块广泛应用于功率设备（ipm）驱动电路为核心设计，ipm驱动电路集成在内部，具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路。主电路还增加了软启动电路，以减少启动过程对驱动器的影响。
伺服驱动器一般可分为功能相对独立的功率板和控制板两个模块。
