[发明专利]一种智能化大功率交流伺服驱动系统及伺服驱动控制方法

说明书

一种智能化大功率交流伺服驱动系统及伺服驱动控制方法，包括控制器，所述控制器通过以太网接口模块与上级的中心控制器通讯，所述控制器通过BISS总线模块与交流伺服电机轴上装有的旋转变压器轴角信号解算装置连接，所述控制器通过功放驱动电路模块来驱动大功率交流伺服电机，且所述控制器通过LEM霍尔传感器对交流伺服电机输入电流进行采样和转换，采用交流伺服驱动器内置的微处理器完成对实时运行数据的初步处理，再将处理过的输出数据传送到中心控制器，由中心控制器根据运行中的实时参数，对负载情况以及伺服系统和伺服系统所驱动的工程机械的总体健康状况做出及时的判断，以保证工程机械自身的安全可靠，以及工程作业的顺利进行。

技术领域

本发明属于伺服电机驱动技术领域，尤其涉及一种智能化大功率交流伺服驱动系统及伺服驱动控制方法。

背景技术

交流伺服电机(一般在指稀土永磁同步电机)具有体积小、重量轻、效率高、功率密度高等特点，并且与感应式交流电机相比，交流伺服电机的工作电压可以相对较低。基于这些特性，交流伺服电机获得了越来越广阔的应用，交流伺服电机是与交流伺服驱动器一起工作的，一般把交流伺服电机和交流伺服驱动器合在一起称为交流伺服系统。近年来人们正探索在一些大型工程机械上使用交流伺服系统，以提高工程机械的性能，满足特殊的工程需求。这些工程机械包括大型的挖掘机、盾构机、挖泥船等。这些大型工程机械的应用环境的一个特点是空间狭小，一般使用自配电站的电源，这就要求电机和驱动器的功率密度要大，体积相对要小。大型工程机械应用环境的另外一个特点是负载状况复杂，并且变化大，这使电机经常在过载状况下工作而容易导致退磁，而且由于一般交流伺服电机的特点，负载的剧烈变化，还有可能引发混沌震荡。所有这些，对应用于大型工程机械的交流伺服系统提出了一些特殊的要求，要求能够根据运行中的实时参数，对负载情况以及伺服系统和伺服系统所驱动的工程机械的总体健康状况做出及时的判断，以保证工程机械自身的安全可靠，以及工程作业的顺利进行。这样的工作，交流伺服驱动器内置的微处理器的计算能力是难以胜任的，需要上级的中心控制器的参与，最佳的方案是由交流伺服驱动器内置的微处理器完成对实时运行数据的初步处理，再将处理过的输出数据传送到中心控制器，由中心控制器完成进一步的处理和分析判断。目前普通的交流伺服系统尚不能满足这些要求。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明涉及一种智能化大功率交流伺服驱动系统及伺服驱动控制方法，特别是一种适用于工程机械的，能够适应复杂负载环境的大功率交流伺服驱动系统及伺服驱动控制方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化大功率交流伺服驱动系统，包括控制器，所述控制器通过以太网接口模块与上级的中心控制器通讯，所述控制器通过BISS总线模块与交流伺服电机轴上装有的旋转变压器轴角信号解算装置连接，所述控制器通过功放驱动电路模块来驱动大功率交流伺服电机，且所述控制器通过LEM霍尔传感器对交流伺服电机输入电流进行采样和转换。

进一步的，所述控制器的型号为STM32H750芯片。

进一步的，所述功放驱动电路模块包括三相逆变器并采用三片 IR2110芯片用做功放驱动电路，将微处理器STM32H750输出的6路 SVPWM信号放大后用于驱动三相逆变器中的6只IGBT开关管。

进一步的，所述BISS总线模块包括CPLD芯片，所述CPLD芯片通过SPI的通信方式与控制器连接，且所述CPLD芯片通过I/O的方式与RS422总线驱动芯片MAX488连接，通过MAX488芯片与交流伺服电机轴上的旋转变压器轴角信号解算装置连接。

一种智能化大功率交流伺服驱动控制方法，具体包括以下步骤：