[实用新型]一种新型数控机床用高精度永磁伺服电机驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型属于数控机床技术领域，尤其涉及一种数控机床用高精度永磁伺服电机的驱动系统。

背景技术

数控机床和基础制造装备是装备制造业的“工作母机”，一个国家的机床行业技术水平和产品质量，是衡量其装备制造业发展水平的重要标志，《中国制造2025》将数控机床和基础制造装备行业列为中国制造业的战略必争领域之一。数控不仅对全球汽车、航空航天、高端装备制造业等高战略度行业，而且对于纺织服装、建筑材料、工艺制品等传统行业，都起到重要的影响作用。

伺服控制系统作为是数控机床系统的核心系统，关系着数控机床的技术指标。然而，国内数控机床的控制精度，鲁棒性，可靠性等关键技术指标与国外存在着巨大差距，这严重制约着我国机床行业的快速发展；因此，本实用新型研制的数控机床用高精度永磁伺服电机驱动装置非常有必要。本实用新型旨在突破一些伺服电机驱动关键技术，提高伺服电机的控制精度，鲁棒性，可靠性等指标，集成创新出一批具有自主知识产权的伺服电机驱动系统，并在各类数控机床上推广应用，实现数控机床整体性能、功能的升级换代，进而推进装备制造业转型升级。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高伺服电机的控制精度，鲁棒性及可靠性的数控机床用高精度伺服电机驱动装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型数控机床用高精度永磁伺服电机驱动装置，包括上位机、控制系统、驱动器、电压电流检测系统、转速/位置检测系统、高精度模数转换器和电源系统；

所述控制系统具有信号接收处理模块、PWM信号生成模块和控制模块，所述驱动器具有电源转换模块、智能功率模块、高效散热器和安全保护电路，所述电压电流检测系统包括高精度电压/电流传感器和电压电流滤波转换电路，所述转速/位置检测系统包括旋转变压器和转速位置采样滤波转换电路，所述电源系统包括直流电源和交流电源，

所述高精度电压/电流传感器连接到数控机床用伺服电机的电源输入端，用于采集数控机床用伺服电机的电压、电流值，所述高精度电压/电流传感器的输出端连接到所述电压电流滤波转换电路的输入端，所述旋转变压器连接到数控机床用伺服电机的输出端上，用于采集数控机床用伺服电机及负载电机的角速度和角位置，所述旋转变压器的输出端连接至所述转速位置采样滤波转换电路的输入端，所述高精度模数转换器的输入端分别连接到所述电压电流滤波电路的输出端和所述转速位置采样滤波转换电路的输出端，所述高精度模数转换器的输出端连接到所述信号接收处理模块；

所述控制模块通过CAN总线与所述上位机进行双向通讯，用于接收和发送指令，对控制系统进行全局控制，并进行资源的分配与调度；

所述PWM信号生成模块通过外接接口连接到智能功率模块，用于控制智能功率模块，所述智能功率模块连接到数控机床伺服电机的信号端；

所述交流电源连接至所述电源转换模块，所述电源转换模块连接至智能功率模块的电源端，用于交流电源输出的380V交流电转换成稳定的直流500V高压给智能功率模块提供直流母线电压；所述直流电源连接至所述电源转换模块，所述电源转换模块分别连接至高效散热器和安全保护电路的电源端，用于将直流电源输出的24V直流电提供给高效散热器和安全保护电路供电；所述直流电源还连接至所述控制系统的电源端，为控制系统提供5V基础供电。

所述上位机包括参数配置系统、状态监测系统和运行控制系统，所述参数配置系统实时对控制系统参数进行合理范围内配置，保障控制系统参数及运行模式满足数控机床配置要求；

所述状态监测系统实时动态显示数控机床伺服电机的各种状态值，直观地显示运行状态；

所述运行控制系统对整个控制系统进行实时控制，包括启动，暂停，加速及减速的控制。

所述高效散热器由高导热散热片和双风扇散热器组成。

上述电压电流滤波电路为带通滤波器，上述旋转变压器为磁阻式旋转变压器，上述高精度模数转换器为逼近型模数转换器。

上述控制系统还包括有通讯模块，该通讯模块用于与其它数控机床伺服电机的驱动系统进行通讯连接。