大功率通道閘電機驅動器

來源: 發(fā)布時間:2021-11-01

因為傳統(tǒng)的剛性驅動器已經(jīng)不能滿足機器人的需求。如足式機器人,在步行運動中總會受到地面的沖擊,如何更好地吸收沖擊能量并良好地控制腿部在沖擊后的運動,需要做機械與控制方面的改進。而研究柔性驅動器就是其改進方向之一。如工業(yè)機器人,拖動試教是一種簡單快捷的機器人配置功能。在人拖動機器人的過程中,希望人受到的阻力小,機器人運動平順不抖動。除了在柔順控制的算法上做文章,研究機械方面的柔性驅動器也是一大方向。除此以外,剛性機器人常常因裝配誤差等問題造成“卡死”,剛性的位置控制算法會對機器人關節(jié)施加很大的堵轉扭矩,這容易對機械系統(tǒng)造成損傷。而在關節(jié)中加入一些吸能與緩沖結構,能在機械上保護機器人。再者,外部環(huán)境的沖擊對機器人控制系統(tǒng)來說,通常是極其短暫的階躍信號,如果控制系統(tǒng)的帶寬不高,是難以響應這些信號的。即,即便是柔順控制算法,通常也無法很好響應沖擊信號,進而無法對環(huán)境的沖擊做出控制,因此機器人在面對沖擊時就會以剛性的狀態(tài)去應對。硬碰硬,結果通常是損害機械本體。,主要應用于城市軌道交通管理當中,用于管理人流并規(guī)范行人出入。大功率通道閘電機驅動器

目前,主流的伺服驅動器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制重心,可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法,實現(xiàn)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)為重心設計的驅動電路,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動器的沖擊。

功率驅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電壓型逆變器變頻來驅動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅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。 驅動輪電機伺服系統(tǒng)的比較大特色:透過回饋信號的控制方式〔可做指令值與目標值的比較,因而大幅減少誤差狀況〕。

根據(jù)對機芯的控制方式的不同,分為機械式、半自動式、全自動式,。有些廠商會把半自動式稱為電動式,把全自動式稱為自動式。機械式是通過人力控制攔阻體(與機芯相連)的運轉,機械限位控制機芯的停止;半自動式是通過電磁鐵來控制機芯的運轉和停止;全自動式是通過電機來控制機芯的運轉和停止。通過控制機芯的運轉和停止,從而進一步控制攔阻體的開啟和關閉。根據(jù)同一臺閘機所含機芯和攔阻體數(shù)量的不同,閘機可分為單機芯(包含1個機芯和1個攔阻體)和雙機芯(包含2個機芯和2個攔阻體,呈左右對稱形態(tài))。根據(jù)攔阻體和攔阻方式的不同,可以分為三輥閘、擺閘、翼閘、平移閘、轉閘、一字閘等。折疊

伺服驅動器控制信號接線及功能說明

驅動的脈沖指令輸入方式可能有三種:(1)差分驅動輸入方式;脈沖輸入比較大頻率500KHZ(2)集電極開來輸入方式;脈沖輸入量比較大頻率200KHZ(3)高速差分驅動輸入方式;脈沖輸入量比較大頻率4MHZ

驅動器的脈沖指令輸入形式也有三種:(1)方向+脈沖(2)A,B相正交脈沖(3)CW/CCW正傳/反轉脈沖

上位機(PLC)兩差分輸出直接與驅動器的PULS+,PULS-和SIGN+,SIGN-相連接,通過200Ω的電阻,光耦接口電路輸入給伺服驅動器。上位機和兩底線相連。

上位機(PLC)以集電極開路方式輸出脈沖指令的接線方式 。由于無刷直流電動機是以自控式運行的,所以不會變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組。

交流伺服驅動器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)。與變頻器一樣,也是將工頻交流電先整流成直流電,然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT,IGCT等)通過載波頻率和PWM調節(jié)逆變?yōu)轭l率可調的交流電,波形類似于正余弦的脈動電。

伺服驅動器發(fā)展了變頻技術,在驅動器內部的電流環(huán),速度環(huán)和位置環(huán)(變頻器沒有該環(huán))都進行了比一般變頻更精確的控制技術和算法運算,主要的一點可以進行精確的位置控制?,F(xiàn)在的交流伺服的控制部分采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制重心,其優(yōu)點是可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法,來完成伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制,包括力矩、速度和位置等閉環(huán)控制。 電機控制板及輔助控制板即可實現(xiàn),復雜控制電路(如地鐵檢票機)則需要配置專門的工控機來實現(xiàn)。直流驅動器

為了延長伺服系統(tǒng)的工作壽命,對于系統(tǒng)的使用環(huán)境,需考慮到溫度、濕度、粉塵、振動及輸入電壓這五個要素。大功率通道閘電機驅動器

伺服驅動器重要參數(shù)的設置方法

伺服電機是自動控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機,其功能是將電信號轉換成轉軸的角位移或角速度。在自動化設備中,經(jīng)常用到伺服電機,特別是位置控制,大部分品牌的伺服電機都有位置控制功能,通過控制器發(fā)出脈沖來控制伺服電機運行,脈沖數(shù)對應轉的角度,脈沖頻率對應速度(與電子齒輪設定有關),當一個新的系統(tǒng),參數(shù)不能工作時,首先設定位置增益,確保電機無噪音情況下,盡量設大些,轉動慣量比也非常重要,可通過自學習設定的數(shù)來參考,然后設定速度增益和速度積分時間,確保在低速運行時連續(xù),位置精度受控即可。 大功率通道閘電機驅動器

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