伺服驱动器工作原理

目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，伺服驱动器（图1）可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

伺服驱动器—电动机互馈对拖的测试平台

对于这种测试系统，采用的矢量控制方式对被测电动机和负载设备分别进行速度和转矩控制，即可模拟各种负载情况下伺服驱动器的动、静态性能，完成对伺服驱动器的而准确的测试。但由于使用了两套伺服驱动器—电动机系统，所以这种测试系统体积庞大，不能满足便携式的要求，而且系统的测量和控制电路也比较复杂、成本也很高。

Elmo Gold系列伺服驱动器优势

1) 在任何的伺服负载上都能展现***佳伺服控制效果，即使***严苛的非线性负载、超高分辨率系统机械也没问题。

2) 度智能化的调试工具，“轻松、简单”地获得***佳运动控制效果。

3) 各种尺寸规格、工作电压和输出电流，支持丰富多样的反馈类型。

4) 所有伺服闭环回路的采样时间***短达50μs。

5)  “1:1:1”的技术，电流环、速度环和位置环回路实现一样的采样时间，形成了非常高的带宽和强大的稳定裕度。

6) 电流回路带宽高达4)5KHz。

7) 高度而灵活的控制回路算法，能处理所有机械动能系统的动态特征。

8) 高线性度，电流动态范围为2000:1（一个100安培的驱动器即使以0)05安培也能顺畅地驱动负载）。

9) 支持各种“已知的”反馈传感器（增量编码器，模拟量编码器（Sine/Cosine）和旋转变压器，内置高精度高解析度细分器，二相和三相绝队式模拟霍尔，和绝队式串行编码器。）

10) 全闭环控制方式的双路反馈输入，支持任意两种反馈组合成全闭环，通过埃莫而先近的传感器socket接口方式，实现了反馈配置的灵活性。

11) 2合1，一个驱动器运用两组先近、***的运动轨迹，就能同时控制两组***的电机。

12) 龙门结构，只需运用2个Gold系列驱动器就可实现 – 无需额外庞大的控制器。

13) 标准的EtherCAT和CANopen网络接口

14) 丰富的控制和轨迹特性：- 电子凸轮 /电子齿轮 - 输出比较/ PEGS- 主/从模式，电流/速度/位置- 位置取模- 动态刹车- 双回路，全闭环- 龙门结构 / 平面电机架构- 制的控制数据值- 高阶滤波控制结构- 以多种分组战略支持先近的分组滤波：通过位置、参考速度、实际速度来追求***佳调整时间、手动分组，以及通过网络来调控。

15) 高达99%的***

16) 超高电流驱动技术

17) 通过TUV认证的安全转矩关断（STO）

伺服驱动器控制交流永磁伺服电机

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、交流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展，使得永磁交流伺服技术有着长足的发展。永磁交流伺服系统的性能日渐提高，趋于合理，使得永磁交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。

伺服驱动器在控制交流永磁伺服电机时，可分别工作在电流（转矩）、速度、位置控制方式下。系统的控制结构框图如图4所示由于交流永磁伺服电机（pm***）采用的是磁铁励磁，其磁场可以视为是恒定；同时交流永磁伺服电机的电机转速就是同步转速，即其转差为零。这些条件使得交流伺服驱动器在驱动交流永磁伺服电机时的数学模型的复杂程度得以大大的降低。从图4可以看出，系统是基于测量电机的两相电流反馈（ia、ib）和电机位置。将测得的相电流（ia、ib）结合位置信息，经坐标变化（从a，b，c坐标系转换到转子d，q坐标系），得到id、iq分量，分别进入各自得电流调节器。电流调节器的输出经过反向坐标变化（从d，q坐标系转换到a，b，c坐标系），得到三相电压指令。控制芯片通过这三相电压指令，经过反向、后，得到6路pwm波输出到功率器件，控制电机运行。系统在不同指令输入方式下，指令和反馈通过相应的控制调节器，得到下一级的参考指令。在电流环中，d，q轴的转矩电流分量（iq）是速度控制调节器的输出或外部给定。而一般情况下，磁通分量为零（id=0），但是当速度大于限定值时，可以通过弱磁（id《0），得到更高的速度值。

从a，b，c坐标系转换到d，q坐标系有克拉克（clarke）和帕克（park）变换来是实现；从d，q坐标系转换到a，b，c坐标系是有克拉克和帕克的逆变换来是实现的。