伺服驅動器的工作原理和基本要求

工作原理

目前，主流伺服驅動器以數字信號處理器(DSP)為控制核心，可以實現更加復雜的控制算法，實現數字化、網絡化和智能化?；谥悄芄β誓K(IPM)的驅動電路在功率器件中得到了廣泛的應用。IPM集成了驅動電路，具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測和保護電路。軟啟動電路也被添加到主電路中，以減少啟動過程對驅動器的影響。電源驅動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電力或市電進行整流，得到相應的直流電流。三相永磁同步交流伺服電機經三相或市電整流后，由三相正弦PWM電壓源逆變器驅動。動力驅動單元的整個過程可以簡單地說是交直流-交流的過程.整流單元(AC-DC)的主要拓撲電路是三相全橋不可控整流電路.

隨著伺服系統的大規模應用，伺服驅動器使用、伺服驅動器調試、伺服驅動器維修都是伺服驅動器在當今比較重要的技術課題，越來越多工控技術服務商對伺服驅動器進行了技術深層次研究。

　　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。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅動器已經成為國內外研究熱點。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3閉環控制算法。該算法中速度閉環設計合理與否，對于整個伺服控制系統，特別是速度控制性能的發揮起到關鍵作用。

基本要求

　　伺服進給系統的要求

　　1、調速范圍寬

　　2、定位精度高

　　3、有足夠的傳動剛性和高的速度穩定性

　　4、快速響應，無超調

　　為了保證生產率和加工質量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應特性，即要求跟蹤指令信號的響應要快，因為數控系統在啟動、制動時，要求加、減加速度足夠大，縮短進給系統的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。

　　5、低速大轉矩，過載能力強

　　一般來說，伺服驅動器具有數分鐘甚至半小時內1.5倍以上的過載能力，在短時間內可以過載4～6倍而不損壞。

       6、可靠性高

　　要求數控機床的進給驅動系統可靠性高、工作穩定性好，具有較強的溫度、濕度、振動等環境適應能力和很強的抗干擾的能力。

對電機的要求

1.電機從Z低轉速到Z高轉速，運行平穩，轉矩波動小，特別是當轉速較低時，如0.1r/min或更低時，仍有不爬行的平穩速度。

2.電機應具有長時間的過載能力，以滿足低速、大轉矩的要求。一般直流伺服電機在幾分鐘內需要4倍6倍的過載而不會損壞。

3.為了滿足快速響應的要求，電機應具有較小的轉動慣量和較大的阻塞轉矩，并且具有盡可能少的時間常數和起動電壓。

4.電動機應能承受頻繁的起動、制動和反轉。