[发明专利]三合一的交流伺服驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流伺服驱动器，特别涉及一种三合一的交流伺服驱动器。

背景技术

目前多轴运动控制的系统架构属于集中式控制，也就是都包含主控制器，通过传统式配线或高速通信等方式，以控制伺服驱动器来实现伺服马达的直线/圆弧等多轴补间运动。

交流伺服马达常用于三轴以上的加工机或是多轴的工作系统，目前的设计大都是一台驱动器接一台马达。即使是目前一对多的设计可以连接多台的马达，在设计上也是属于扩充型态的模块设计，也就是要接更多台马达，则扩充用以驱动马达的电源模块。这样在效能、成本及体积上的节省上也不会产生太大的效果，并且没有实质上节省配线及安装时间。

发明内容

为了克服上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种三合一的交流伺服驱动器，其包括主控制器、控制模块、电源模块及多个伺服马达。其中，该控制模块包括：

通信接口，用以与该主控制器双向传输命令及数据；

输入/输出单元，用以与该主控器双向传输数字/模拟的输入/输出信号；

电流检测器，用以接收分别对应于伺服马达的多个电流信号，并转换为数字电流信号输出；

现场可程序化闸极阵列，用以检测伺服马达的旋转位置及速度，以输出旋转位置数字信号及旋转速度数字信号，并根据脉冲宽度调制量位信号以产生分别对应于伺服马达的电流的脉冲宽度调制信号；以及

数字信号处理器，用以接收经由该通信接口而由该主控制器所送出的速度命令、位置命令及扭矩命令，接收该输入/输出单元所送出数字/模拟的输入/输出信号，接收该电流检测器所输出的数字电流信号，接收该现场可程序化闸极阵列所输出的旋转位置数字信号及旋转速度数字信号，以运算出分别对应伺服马达的电流的脉冲宽度调制量位信号，并输出至该现场可程序化闸极阵列，经由该传输接口传送各个伺服马达的操作状态；以及

该电源模块包括：

转换器，用以将交流电源转换为直流电源；

电源总线，用以提供该转换器所转换的直流电源；

电容，用以稳压该电源总线上的直流电源；

多个换流器，用以将该电源总线上的直流电源转换为交流电源，并根据该现场可程序化闸极阵列所输出的脉冲宽度调制信号分别产生输出给相对应的伺服马达的交流电压及电流；以及

多个电流传感器，用以分别感测换流器供应给伺服马达的电流，并输出所感测的电流信号至该电流检测器。

具有上述结构的本发明，单纯提供一台驱动器就可以连接数台马达，将数台马达所需的电源模块及控制模块放在同一个模块里，对于控制单元部分可以节省重复部分，如通信接口、显示单元、输入/输出单元，电源模块上的IGBT模块的总线电容量也可共享而减少，体积也可因此较原本数台的总体积要小，并可有效节省成本、减少配线及安装时间，实现具成本竞争力的交流伺服驱动器。

附图说明

图1是本发明三合一的交流伺服驱动器的电路框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10 三合一的交流伺服驱动器

12 主控制器           14 控制模块

16 电源模块        18 伺服马达

20 通信接口        22 输入/输出单元

24 电流检测器      26 现场可程序化闸极阵列

28 数字信号处理器  30 显示单元

32 位置/速度检测器 34 脉冲宽度调制控制器

36 转换器          38 电源总线

40 电容            42 制动单元

44 换流器          46 电流传感器

48 三相交流电源

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选实施例进行说明。

图1为本发明三合一的交流伺服驱动器的电路框图。在图1中，三合一的交流伺服驱动器10包括主控制器12、控制模块14、电源模块16及多个伺服马达18。

控制模块14包括通信接口(Communication Interface)20、输入/输出单元22、电流检测器24、现场可程序化闸极阵列(Field ProgrammableGate Array，FPGA)26、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)28及显示单元30。其中，现场可程序化闸极阵列26具有位置/速度检测器32及脉冲宽度调制控制器(Phase Width Modulation，PWM)34。