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2024 - 09 - 03
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在工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)不斷升級的行業(yè)背景下,為了確保出品的每一臺機器人品質(zhì)完全符合國際先進質(zhì)量標準,眾為興于2024年8月8日正式啟用其位于廣東省東莞市的松山湖生產(chǎn)基地(地址可于文末查看),此次生產(chǎn)制造部分的搬遷,將進一步擴大眾為興機器人的產(chǎn)能效率,實現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)制造資源的高效整合?!副姙榕d本次搬遷主要涉及生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),研發(fā)、銷售等部門位于深圳總部不變」眾為興機器人松山湖生產(chǎn)基地鳥瞰效果圖企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展重...
2024 - 08 - 13
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根據(jù)行業(yè)咨詢機構MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)表明:2023年眾為興SCARA機器人出貨量全球第四,作為國產(chǎn)工業(yè)機器人的頭部品牌,眾為興多年來一直穩(wěn)居工業(yè)機器人行業(yè)的前列。眾為興作為國產(chǎn)工業(yè)機器人的老牌廠家,自2002年成立以來,歷經(jīng)工業(yè)自動化領域發(fā)展的多次變革,始終積極擁抱市場的變化,從產(chǎn)品自主研發(fā)、銷售、以及售后服務,堅持以客戶為中心,專注為客戶提供優(yōu)質(zhì)的工業(yè)機器人、運動控制等產(chǎn)品解決方案。作為行業(yè)技術引領...
2021 - 05 - 18
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五軸聯(lián)動加工是在原有三軸的加工中心發(fā)展而來的,根據(jù)ISO的規(guī)定,在插入數(shù)控機床的運動時,采用右手直角坐標系;其中平行于主軸的坐標軸界說為z軸,繞x,y,z軸的旋轉(zhuǎn)坐標分別為A,B,C。各坐標軸的運動主軸工作臺,也可以由刀具的運動來完成,但方向均以刀具相對于工件的運動方向來說。通常五軸聯(lián)動是指x,y,z,A,B,C中任意5個坐標的線性插補運動。換言之,五軸,指x,y,z三個移動軸加任意兩個旋轉(zhuǎn)軸。五...
2021 - 05 - 11
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五軸聯(lián)動加工中心,是一種科技含量高、精密度高,專門用于加工復雜曲面的加工中心,這種加工中心系統(tǒng)對一個國家的航空、航海、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。下面眾為興就來給大家講解一下什么是五軸聯(lián)動加工中心及其優(yōu)勢,具體內(nèi)容如下:  一、什么是五軸聯(lián)動加工中心  五軸聯(lián)動加工有高效率、高精度的特點,工件一次裝夾就可以完成復雜的加工。能夠適應像汽車零部件、飛機結(jié)構件等現(xiàn)在模...
2021 - 04 - 21
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伺服驅(qū)動器與變頻器的一個重要區(qū)別是:變頻可以無編碼器,伺服則必須有編碼器,作電子換向用。下面眾為興伺服驅(qū)動器廠家的小編就來給大家詳細的介紹一下兩者的具體區(qū)別在哪里,具體內(nèi)容如下:  1、兩者的共同點:交流伺服的技術本身就是借鑒并應用了變頻的技術,在直流電機的伺服控制的基礎上通過變頻的PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的,也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環(huán)節(jié):變頻就是將工頻的50、60HZ的...
2021 - 03 - 31
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隨著人民生活水平的提高、用戶對內(nèi)衣的要求也越來越高。目前內(nèi)衣市場上無痕內(nèi)衣因其獨特的貼身、輕便、舒適性等眾多優(yōu)點,受到愛美女性的青睞,同時它的出現(xiàn)給內(nèi)衣制造行業(yè)帶了一場新的技術革新。從生產(chǎn)工藝技術來看,無痕內(nèi)衣很多采用了熱熔膠水粘合工藝,對噴膠技術要求較高。作為一家深耕在運動控制領域多年的運動控制解決方案提供商,深圳眾為興憑借深厚的技術實力與多年的經(jīng)驗,從點膠控制的角度入手,為客戶解除了內(nèi)衣點膠的...
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伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理解析

發(fā)布時間: 2020-01-08
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  隨著現(xiàn)代電機技術、現(xiàn)代電力電子技術、微電子技術、永磁材料技術、交流可調(diào)速技術及控制技術等支撐技術的快速發(fā)展,使得永磁交流伺服技術有著長足的發(fā)展。永磁交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高,價格趨于合理,使得永磁交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動領域成了現(xiàn)代電伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。

  

  永磁交流伺服系統(tǒng)具有以下等優(yōu)點:

  

  電動機無電刷和換向器,工作可靠,維護和保養(yǎng)簡單;

  

  定子繞組散熱快;

  

  慣量小,易提高系統(tǒng)的快速性;

  

  適應于高速大力矩工作狀態(tài);

  

  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、紡織機械等場合,滿足了傳動領域的發(fā)展需求。

  

  永磁交流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器經(jīng)歷了模擬式、模式混合式的發(fā)展后,目前已經(jīng)進入了全數(shù)字的時代。全數(shù)字伺服驅(qū)動器不僅克服了模擬式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等確定,還充分發(fā)揮了數(shù)字控制在控制精度上的優(yōu)勢和控制方法的靈活,使伺服驅(qū)動器不僅結(jié)構簡單,而且性能更加的可靠?,F(xiàn)在,高性能的伺服系統(tǒng),大多數(shù)采用永磁交流伺服系統(tǒng)其中包括永磁同步交流伺服電動機和全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動器兩部分。

  

  伺服驅(qū)動器有兩部分組成:驅(qū)動器硬件和控制算法??刂扑惴ㄊ菦Q定交流伺服系統(tǒng)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分,也是在技術壟斷的核心。

  

  交流永磁伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構

  

  交流永磁同步伺服驅(qū)動器主要有伺服控制單元、功率驅(qū)動單元、通訊接口單元、伺服電動機及相應的反饋檢測器件組成,其結(jié)構組成如圖1所示。其中伺服控制單元包括位置控制器、速度控制器、轉(zhuǎn)矩和電流控制器等等。我們的交流永磁同步驅(qū)動器其集先進的控制技術和控制策略為一體,使其非常適用于高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動領域,還體現(xiàn)了強大的智能化、柔性化是傳統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)所不可比擬的。


伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理解析

  

  目前主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(dsp)作為控制核心,其優(yōu)點是可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法,事項數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(ipm)為核心設計的驅(qū)動電路,ipm內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。

  

  伺服驅(qū)動器大體可以劃分為功能比較獨立的功率板和控制板兩個模塊。如圖2所示功率板(驅(qū)動板)是強電部,分其中包括兩個單元,一是功率驅(qū)動單元ipm用于電機的驅(qū)動,二是開關電源單元為整個系統(tǒng)提供數(shù)字和模擬電源。

 

伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理解析


  控制板是弱電部分,是電機的控制核心也是伺服驅(qū)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信號,作為驅(qū)動電路的驅(qū)動信號,來改逆變器的輸出功率,以達到控制三相永磁式同步交流伺服電機的目的。

  

  功率驅(qū)動單元

  

  功率驅(qū)動單元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,得到相應的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦pwm電壓型變頻器來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是ac-dc-ac的過程。整流單元(ac-dc)主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。

  

  逆變部分(dc-ac)采用采用的功率器件集驅(qū)動電路,保護電路和功率開關于一體的智能功率模塊(ipm),主要拓撲結(jié)構是采用了三相逆變電路原理圖見圖3,利用了脈寬調(diào)制技術即pwm(pulse width modulation)通過改變功率晶體管交替導通的時間來改變逆變器輸出波形的頻率,改變每半周期內(nèi)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大小以達到調(diào)節(jié)功率的目的。


伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理解析

  

  圖3中vt1~vt6是六個功率開關管,s1、s2、s3分別代表3個橋臂。對各橋臂的開關狀態(tài)做以下規(guī)定:當上橋臂開關管“開”狀態(tài)時(此時下橋臂開關管必然是“關”狀態(tài)),開關狀態(tài)為1;當下橋臂開關管“開”狀態(tài)時(此時下橋臂開關管必然是“關”狀態(tài)),開關狀態(tài)為0。三個橋臂只有“0”和“1”兩種狀態(tài),因此s1、s2、s3形成000、001、010、011、100、101、111共八種開關管模式,其中000和111開關模式使逆變輸出電壓為零,所以稱這種開關模式為零狀態(tài)。輸出的線電壓為uab、ubc、uca,相電壓為ua、ub、uc,其中udc為直流電源電壓,根據(jù)以上可得到附表分析。


伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理解析


  控制單元

  

  控制單元是整個交流伺服系統(tǒng)的核心,實現(xiàn)系統(tǒng)位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩和電流控制器。所采用的數(shù)字信號處理器(dsp)除具有快速的數(shù)據(jù)處理能力外,還集成了豐富的用于電機控制的專用集成電路,如a/d轉(zhuǎn)換器、pwm發(fā)生器、定時計數(shù)器電路、異步通訊電路、can總線收發(fā)器以及高速的可編程靜態(tài)ram和大容量的程序存儲器等。伺服驅(qū)動器通過采用磁場定向的控制原理(foc) 和坐標變換,實現(xiàn)矢量控制(vc),同時結(jié)合正弦波脈寬調(diào)制(spwm)控制模式對電機進行控制。永磁同步電動機的矢量控制一般通過檢測或估計電機轉(zhuǎn)子磁通的位置及幅值來控制定子電流或電壓,這樣,電機的轉(zhuǎn)矩便只和磁通、電流有關,與直流電機的控制方法相似,可以得到很高的控制性能。對于永磁同步電機,轉(zhuǎn)子磁通位置與轉(zhuǎn)子機械位置相同,這樣通過檢測轉(zhuǎn)子的實際位置就可以得知電機轉(zhuǎn)子的磁通位置,從而使永磁同步電機的矢量控制比起異步電機的矢量控制有所簡化。

 

伺服驅(qū)動器功能模塊的實現(xiàn)及原理解析

  

  伺服驅(qū)動器控制交流永磁伺服電機(pmsm)

  

  伺服驅(qū)動器在控制交流永磁伺服電機時,可分別工作在電流(轉(zhuǎn)矩)、速度、位置控制方式下。系統(tǒng)的控制結(jié)構框圖如圖4所示由于交流永磁伺服電機(pmsm)采用的是永久磁鐵勵磁,其磁場可以視為是恒定;同時交流永磁伺服電機的電機轉(zhuǎn)速就是同步轉(zhuǎn)速,即其轉(zhuǎn)差為零。這些條件使得交流伺服驅(qū)動器在驅(qū)動交流永磁伺服電機時的數(shù)學模型的復雜程度得以大大的降低。從圖4可以看出,系統(tǒng)是基于測量電機的兩相電流反饋(ia、ib)和電機位置。將測得的相電流(ia、ib)結(jié)合位置信息,經(jīng)坐標變化(從a,b,c坐標系轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)子d,q坐標系),得到id、iq分量,分別進入各自得電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過反向坐標變化(從d,q坐標系轉(zhuǎn)換到a,b,c坐標系),得到三相電壓指令??刂菩酒ㄟ^這三相電壓指令,經(jīng)過反向、延時后,得到6路pwm波輸出到功率器件,控制電機運行。系統(tǒng)在不同指令輸入方式下,指令和反饋通過相應的控制調(diào)節(jié)器,得到下一級的參考指令。在電流環(huán)中,d,q軸的轉(zhuǎn)矩電流分量(iq)是速度控制調(diào)節(jié)器的輸出或外部給定。而一般情況下,磁通分量為零(id=0),但是當速度大于限定值時,可以通過弱磁(id《0),得到更高的速度值。

  

  從a,b,c坐標系轉(zhuǎn)換到d,q坐標系有克拉克(clarke)和帕克(park)變換來是實現(xiàn);從d,q坐標系轉(zhuǎn)換到a,b,c坐標系是有克拉克和帕克的逆變換來是實現(xiàn)的。

  

  結(jié)語

  

  本文簡單的介紹了伺服驅(qū)動器的幾個主要的功能模塊的實現(xiàn)及原理,謹幫助大家對伺服驅(qū)動器有進一步了解之用,大家如果想更深入的了解伺服驅(qū)動器的設計原理,請參考其它的文獻。

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