1、創作時間：二零二一年六月三十日伺服機電的工作原理圖之歐侯瑞魂創作創作時間：二零二一年六月三十日伺服機電工作原理伺服機電內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時機電自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比力，調整轉子轉動的角度.1、永磁交流伺服系統具有以下等優點:(1)電念頭無電刷和換向器,工作可靠，維護和調養簡單；(2)定子繞組散熱快；(3)慣量小，易提高系統的快速性；(4)適應于高速年夜力矩工作狀態；(5)相同功率下，體積和重量較小，廣泛的應用于機床、機械設備、搬運機構、印刷設備、裝配機器人、加工機械、高速卷繞機、紡織機械

2、等場所,滿足了傳動領域的發展需求.永磁交流伺服系統的驅動器經歷了模擬式、模式混合式的發展后，目前已經進入了全數字的時代.全數字伺服驅動器不單克服了模擬式伺服的分散性年夜、零漂、低可靠性等確定，還充沛發揮創作時間：二零二一年六月三十日創作時間：二零二一年六月三十日了數字控制在控制精度上的優勢和控制方法的靈活，使伺服驅動器不單結構簡單，而且性能更加的可靠.現在，高性能的伺服系統，年夜大都采納永磁交流伺服系統其中包括永磁同步交流伺服電念頭和全數字交流永磁同步伺服驅動器兩部份.伺服驅動器有兩部份組成：驅動器硬件和控制算法.控制算法是決定交流伺服系統性能好壞的關鍵技術之一，是國外交流伺服技術封鎖的主要部

3、份，也是在技術壟斷的核心.2、交流永磁伺服系統的基本結構交流永磁同步伺服驅動器主要有伺服控制單位、功率驅動單位、通訊接口單位、伺服電念頭及相應的反饋檢測器件組成，具結構組成如圖1所示.其中伺服控制單位包括位置控制器、速度控制器、轉矩和電流控制器等等.我們的交流永磁同步驅動器具集先進的控制技術和控制戰略為一體，使其非常適用于高精度、高性能要求的伺服驅動領域，還體現了強年夜的智能化、柔性化是傳統的驅動系統所不成比力的.目前主流的伺服驅動器均采納數字信號處置器（DSP作為控制核心，其優點是可以實現比力復雜的控制算法，事項數字化、網絡化和智能化.功率器件普遍采納以智能功率模塊（IPM）為核心設計的驅動

4、電路，IPM內部集成了驅動電路，同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測呵護電路,在主回路中還加入軟啟動電路，以減小啟動過程對驅動器的沖擊.創作時間：二零二一年六月三十日創作時間：二零二一年六月三十日圖1交流永磁同步伺服驅動器結構伺服驅動器年夜體可以劃分為功能比力自力的功率板和控制場兩個*II塊.如圖2所示功率板（驅動板）是強電部，分其中包括兩個單位，一是功率驅動單位IPM用于機電的驅動，二是開關電源單位為整個系統提供數字和模擬電源.控制板是弱電部份，是機電的控制核心也是伺服驅動器技術核心控制算法的運行載體.控制板通過相應的算法輸出PWM號，作為驅動電路的驅動信號，來改逆變器的輸出功率，以

5、到達控制三相永磁式同步交流伺服機電的目的.3、功率驅動單位功率驅動單位首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，獲得相應的直流包.經過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWMfc壓型逆變器變頻來驅動三相永磁式同步交流伺服機電.功率驅動單位的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程.整流單位（AC-DC主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路.逆變部份（DC-AC采納采納的功率器件集驅動電路，呵護電路和功率開關于一體的智能功率模塊（IPM）,主要拓撲結構是采納了三相橋式電路原理圖見圖3,利用了脈寬調制技術即PWM（PulseWidthModulation）通過改變功率晶體管交替

6、導通的時間來改變逆創作時間：二零二一年六月三十日創作時間：二零二一年六月三十日變器輸出波形的頻率，改變每半周期內晶體管的通斷時間比，也就是說通過改變脈沖寬度來改變逆變器輸出電壓副值的年夜小以到達調節功率的目的.4、控制單位控制單位是整個交流伺服系統的核心，實現系統位置控制、速度控制、轉矩和電流控制器.所采納的數字信號處置器（DSP）除具有快速的數據處置能力外,還集成了豐富的用于機電控制的專用集成電路，如A/D轉換器、PWM：生器、按時讓數卷L電路、異步通訊電路、CAN總線收發器以及高速的可編程靜態RAMf口年夜容量的法式存儲器等.伺服驅動器通過采納磁場定向的控制原理（FOC）和坐標變換，實現矢

7、量控制（VC）,同時結合正弦波脈寬調制（SPWM）控制模式對機電進行控制.永磁同步電念頭的矢量控制一般通過檢測或估計機電轉子磁通的位置及幅值來控制定子電流或電壓，這樣，機電的轉矩便只和磁通、電流有關,與直流機電的控制方法相似,可以獲得很高的控制性能.對永磁同步機電,轉子磁通位置與轉子機械位置相同，這樣通過檢測轉子的實際位置就可以得知機電轉子的磁通位置，從而使永磁同步機電的矢量控制比起異步機電的矢量控制有所簡化.伺服驅動器控制交流永磁伺服機電（PMSM）伺服驅動器在控制交流永磁伺服機電時，可分別工作在電流（轉矩）、速度、位置控制方式下.系統的控制結構框圖如圖4所示由于交流永磁伺服機電創作時間：二

8、零二一年六月三十日創作時間：二零二一年六月三十日（PMSM）采納的是永久磁鐵勵磁，其磁場可以視為是恒定；同時交流永磁伺服機電的機電轉速就是同步轉速，即其轉差為零.這些條件使得交流伺服驅動器在驅動交流永磁伺服機電時的數學模型的復雜水平得以年夜年夜的降低.從圖4可以看出，系統是基于丈量機電的兩相電流反饋和機電位置.將測得的相電流結合位置信息，經坐標變動（從a,b,c坐標系轉換到轉子d,q坐標系），獲得分量，分別進入各自得電流調節器,電流調節器的輸出經過反向坐標變動（從d,q坐標系轉換到a,b,c坐標系），獲得三相電壓指令.控制芯片通過這三相電壓指令，經過反向、延時后，獲彳#6路PWM®輸出到功率器件，控制機電運行.系統在分歧指令輸入方式下，指令和反饋通過相應的控制調節器，獲得下一級的參考指令.在電流環中,d,q軸的轉矩電流分量是速度控制調節器的輸出或外部給定.而一般情況下，磁通分量為零（=0）,可是當速度年夜于限定值時，可以通過弱磁（0）,獲得更高的速度值.圖4系統控制結構轉刷頊學圖4軍濟系剎片必創作時間：二零二一年六月三十日創作時間：二零二一年六月