[实用新型]交流伺服驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种交流伺服驱动装置。

背景技术

交流永磁同步电动机伺服驱动装置控制策略主要建立在电机理论和现代控制理论基础上，基于电机理论主要有矢量控制和直接转矩控制。直接转矩控制是在定子坐标系下对交流永磁同步电动机的数学模型进行分析，强调对电机转矩的直接控制，从而省去了复杂的矢量变换计算过程，而且抓到了伺服控制的本质；矢量变换控制是通过矢量变换，将定子电流解耦为磁链电流矢量和转矩电流矢量，将交流永磁同步电动机模拟成直流电动机控制，因此可以获得同直流电机相同的控制性能。目前的交流永磁同步电机伺服驱动装置采用脉冲/方向式给定加普通增量式编码器反馈来实现对电机的控制，其控制给定量精度以及反馈量精度都比较低，从而影响整个数控系统的控制精度。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于正交给定信号以及BISS接口绝对式编码解码器反馈的交流伺服驱动装置，大大提高交流伺服驱动装置的控制精度。

本实用新型所提供的交流伺服驱动装置，包括依次连接的智能功率模块IPM、数字信号处理器DSP和复杂可编程逻辑器件CPLD；

所述复杂可编程逻辑器件CPLD包括正交给定信号解码器和BISS接口绝对式编码解码器；所述正交给定信号解码器与数控系统连接，用于接收数控系统发出的正交给定信号，并对该信号进行解码；BISS接口绝对式编码解码器与永磁交流电机PMSM连接，用于检测永磁交流电机PMSM的运行位置；

所述数字信号处理器DSP包括PWM、ADC模块以及输入输出接口；ADC模块与直流母线连接，用于对直流母线进行电流采样；

所述智能功率模块IPM包括相互连接的驱动模块和软启动模块，以及依次连接的过电压保护模块、过电流保护模块、过热保护模块、欠电压保护模块、整流单元；过电压保护模块的输入端与三相交流电源连接；驱动模块的输出端与永磁交流电机PMSM连接，整流单元及软启动模块分别与PWM连接。

进一步地，所述整流单元为三相全桥整流电路或三相全桥不控整流电路。通过整流单元对三相交流电或市电进行整流，得到相应的直流电。

进一步地，所述整流单元及软启动模块通过电平匹配和隔离电路与所述PWM连接。电平匹配和隔离电路将PWM控制弱电信号连接到智能功率模块IPM上的被控部分，从而得到逆变的电机交流控制电源。

进一步地，所述ADC模块与直流母线通过隔离和差分放大电路连接。ADC模块将采样直流母线上的电流，从而计算出电机运行的电枢电流、旋转磁场方向等物理量。

本实用新型所提供的交流伺服驱动装置，无论从控制给定量精度还是反馈量精度都比以往脉冲/方向式给定加普通增量式编码器反馈的交流伺服驱动装置高一个数量级别，这极大的改善了伺服驱动装置的控制精度，由以往的1u提高到0.0125u，却不损失响应速度，同时也提高了整个控制系统的精度，刚性及动态响应系统控制精度也从1u提高到0.0125u，动态响应从几十Hz提高到400Hz以上，同时也缩短了控制周期，从4ms缩短到1ms以内，为应用该交流伺服驱动装置的广大数控应用领域注入新的动力。

附图说明

图1为正交给定信号四倍频波形图；

图2为BISS信号原理图；

图3为本实用新型所述交流伺服驱动装置结构图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型所采用的正交给定信号传输的四倍频波形图，数控系统发出的位置指令脉冲经两路正交给定编码信号同时传输，位置指令脉冲经编码后，其传输频率降低4倍，再经复杂可编程逻辑器件CPLD的正交给定信号解码器解码，还原位置指令脉冲。相较于传统信号传输方案，采用正交给定信号传输后，在同等信号传输频率下，其位置指令脉冲可以提高四倍，从而可在较高的加工速度下实现更高的控制精度。