伺服技术是跟踪与定位控制技术,作为机电一体化技术的重要组成部分,它广泛地应用于数控机床、工业机器人等自动化装备中。随着现代工业生产规模的不断扩大,各个行业对数字伺服系统的需求日益增大,并对其性能提出了更高的要求。因此研究、制造高性能、高可靠性的伺服驱动系统是工业先进国家竞相努力的目标,有着十分重要的现实意义。
而数字伺服系统一般是由三个闭环来完成。
可以看出,数字伺服系统包括:第一层绝对位置检测环、第二层速度检测环、第三层电流检测环等组成。其中位置环、速度环都是外环,而电流检测环则是系统内的内环,它是由核心硬件以及关键解算软件构成。全数字伺服系统是数控数控机床的核心传动部分,也是技术难度最大的部分,其最主要的特点就是高速度、高精度及丰富的多功能。而其电流检测环是该数字伺服驱动器的核心控制环,该电流检测环是保证数字伺服系统高速度高精度以及力矩平稳性最关键的设计,它与一个系统性能是否优秀息息相关。为此本文将对模块型电流传感器在数字伺服驱动器电流检测环设计中的应用作为重点分析,并以对交流数字伺服系统驱动器的主要构建作说明。
为便于下述分析应先对永磁同步电机的矢量控制系统控制过程
图1 永磁同步电机伺服系统原理
那么该类数字伺服系统驱动器的核心控制环—数字伺服电流检测环基本架构是什么呢?
由图1所示的第三层电流检测环(简称电流环)所知,电流环由电流调节器和逆变器组成(图2虚线框为电流调节器和逆变器与永磁同步电机组成示意图),其作用是使电机绕组电流能实时与准确地跟踪电流参考信号。
图2 数字伺服系统驱动器的电流检测环