| |
|
|
| |
電話：029-84276706\84276712\84244512
傳真：84276757
地址：西安市高新區(qū)上林苑4路36號(hào) 710117
|
聯(lián)系人：劉建學(xué)
郵箱：control-xws@263.net |
|
| 全數(shù)字永磁交流伺服簡(jiǎn)介 |
|
我所（西安微電機(jī)研究所）自主研制開發(fā)的全數(shù)字永磁交流伺服系統(tǒng)已形成系列產(chǎn)品，主要針對(duì)航空航天、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域。系統(tǒng)依托DSP、IPM硬件結(jié)構(gòu)，采用旋轉(zhuǎn)變壓器作為系統(tǒng)位置、速度的反饋傳感器（根據(jù)要求也可采用光電編碼器作為傳感器）。采用空間矢量SVPWM
控制方案，通過數(shù)字控制的軟件算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全數(shù)字化控制。系統(tǒng)具有調(diào)速范圍廣、穩(wěn)速精度高、位置跟蹤精確等優(yōu)越性能，其應(yīng)用簡(jiǎn)便，是伺服系統(tǒng)發(fā)展的必然。
|
|
| |
高性能全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器可以按照控制方法進(jìn)行控制方式選擇，包括位置、速度、電流方式的選擇；可通過輸入輸出（I/O）端口與外設(shè)連接；產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)界面及控制功能軟件化；可通過PC機(jī)軟件通訊界面迅速下裝和修改參數(shù)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控。也可通過操作鍵盤顯示板設(shè)置、修改、監(jiān)控參數(shù)。另外，伺服控制器內(nèi)部配置多種功能塊和便于使用的輔助功能，如：用于和實(shí)際機(jī)械相匹配的電子齒輪功能；用于調(diào)試用旋轉(zhuǎn)變壓器零位調(diào)整功能等。這些功能使交流伺服系統(tǒng)應(yīng)用更為便捷、廣泛、可靠。驅(qū)動(dòng)器可過載2倍,
速度變化率0.04％，加減速時(shí)間可以設(shè)定，驅(qū)動(dòng)器工作溫度-20℃～70℃,電動(dòng)機(jī)組件工作溫度-55℃～85℃,滿足三防要求。
我們搭建了全數(shù)字永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造工藝、測(cè)試技術(shù)平臺(tái)，可快速、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品涵蓋功率范圍20Kw以下、轉(zhuǎn)矩范圍150Nm以內(nèi)、額定轉(zhuǎn)速小于10000rmp、電壓范圍24V～250V、反饋角位傳感元件可選擇無刷旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器或磁編碼器的系列產(chǎn)品。
系統(tǒng)特點(diǎn)如下：
1. 結(jié)構(gòu)組成
以TMS320F2407為核心實(shí)現(xiàn)三個(gè)數(shù)字調(diào)節(jié)環(huán)的控制、調(diào)節(jié)，PWM信號(hào)發(fā)生等；
采用LEM傳感器采樣電動(dòng)機(jī)電流，
用12位高速A/D芯片實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換（包括電流和模擬給定）；
采用DSP的SPI與E2PROM等組成的外圍硬件電路連接，負(fù)責(zé)變量參數(shù)處理、完成外部I/O信號(hào)管理、位置脈沖指令信號(hào)處理、故障信號(hào)的處理等功能。
采用RS232接口還可方便地實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)通訊。
可采用DSP的SPI接口與鍵盤顯示器（8為數(shù)碼管顯示）連接。
系統(tǒng)的主回路采用交—直—交電路。功率放大電路采用智能IPM模塊，大大提高系統(tǒng)可靠性。
2. 軟件處理
采用典型的數(shù)字PID調(diào)節(jié)原理完成系統(tǒng)電流與速度的控制。
總體軟件處理包括：主程序；中斷程序；子程序集。
3. 通信顯示主要完成如下功能
系統(tǒng)通信軟件是上位PC機(jī)通過RS－232通信口與下位機(jī)（伺服驅(qū)動(dòng)器）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的工具軟件。該軟件可與驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行參數(shù)上傳、指令下裝、各種工作方式狀態(tài)的選擇、運(yùn)轉(zhuǎn)情況顯示、端口設(shè)置、旋變零位調(diào)整、故障顯示、手動(dòng)運(yùn)行操作和顯示等功能。
4. 其他功能
電動(dòng)機(jī)找零；
系統(tǒng)特征參數(shù)的修改；
特征值的顯示（轉(zhuǎn)速、電機(jī)電流、電機(jī)實(shí)際位置等）；
保護(hù)功能（可設(shè)置過流、過壓、欠壓、超速等）
內(nèi)置數(shù)控編程功能
電子齒輪功能
5. 控制接口信號(hào)
模擬輸入、脈沖輸入、伺服使能、故障報(bào)警輸出、測(cè)速監(jiān)控、電流監(jiān)控、正/反向轉(zhuǎn)矩限制；標(biāo)準(zhǔn)12入8出I/O接口 |
|
| |
|
| |
|
| |
|
J230QJZ006驅(qū)動(dòng)器部件結(jié)構(gòu)圖 |
|
|
|
全數(shù)字正弦波交流伺服系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。從低速到高速都具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩特性，系統(tǒng)的加速性能較好，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。采用全數(shù)字化控制的系統(tǒng)，控制簡(jiǎn)單、靈活，用戶通過修改參數(shù)可對(duì)伺服系統(tǒng)的工作方式、運(yùn)行特性作出適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，以適應(yīng)不同的使用要求；可方便地用程序完成復(fù)雜運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)智能化控制。全數(shù)字控制的正弦波永磁交流伺服系統(tǒng)為用戶提高定位精度、跟蹤速度、加工精度、工藝水平，提供了最佳的解決方案。
目前我所現(xiàn)有產(chǎn)品J230QJZ006驅(qū)動(dòng)控制器可配70、92機(jī)座號(hào)交流伺服電動(dòng)機(jī)；J230QJZ020驅(qū)動(dòng)控制器配115機(jī)座號(hào)交流伺服電動(dòng)機(jī)；J230QJZ053驅(qū)動(dòng)控制器配142、190機(jī)座號(hào)交流伺服電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品可用于多種用途。 |
|
| |
|
|
|
J70系統(tǒng) |
J115系統(tǒng) |
J190系統(tǒng) |
|
|
|
|
序 號(hào) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
型 號(hào) |
J70ST-X01 |
J70ST-X02 |
J92ST-X02F |
J115ST-X02 |
J115ST-X01A |
|
額定功率kW |
0.54 |
1.49 |
1.57 |
3.4 |
5.5 |
|
最高轉(zhuǎn)速r/min |
7500 |
7500 |
3600 |
2500 |
3200 |
|
連續(xù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩N·
m |
0.89 |
2.36 |
4.7 |
14.1 |
19.7 |
|
連續(xù)堵轉(zhuǎn)電流A |
2.4 |
6.0 |
5.8 |
9.9 |
19.1 |
|
峰值轉(zhuǎn)矩
N·m |
2.41 |
6.35 |
14 |
36.6 |
49.5 |
|
峰值電流A |
7.2 |
18.0 |
17.4 |
28.8 |
53.3 |
|
反電勢(shì)系數(shù)V/kr/min |
20.9 |
22.5 |
51.2 |
81.2 |
58.8 |
|
最大電壓 |
250VAC |
|
外型尺寸 |
□70×177.2 |
□70×239 |
92×284（不帶制動(dòng)器）
92×336（帶制動(dòng)器） |
□115×352 |
□115×445 |
|
| |
|
序 號(hào) |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
型 號(hào) |
J142ST-X03 |
J190ST-X01A |
J190ST-X01A |
J190ST-X02 |
|
額定功率kW |
11.2 |
13.9 |
13.9 |
15.3 |
|
最高轉(zhuǎn)速r/min |
3050 |
2000 |
2000 |
1550 |
|
連續(xù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩N·
m |
47.5 |
78.6 |
83.4 |
115.0 |
|
連續(xù)堵轉(zhuǎn)電流A |
40.0 |
48.0 |
48.0 |
49.1 |
|
峰值轉(zhuǎn)矩
N·m |
126.1 |
229.8 |
229.8 |
323.0 |
|
峰值電流A |
118.6 |
147.0 |
147.0 |
153.8 |
|
反電勢(shì)系數(shù)V/kr/min |
67.7 |
99.6 |
99.6 |
133.7 |
|
最大電壓 |
250VAC |
|
外型尺寸 |
□142×580 |
190×539.4 |
190×539.4 |
190×630 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
序
號(hào) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
型
號(hào) |
J70ST-XDZ01 |
J92ST-
X03 |
J92ST-
X02E |
J92ST-
X02G |
J92ST-
X02H |
J115ST
-X03 |
|
額定功率kW |
0.54 |
1.57 |
1.57 |
1.5 |
2.5 |
5.0 |
|
最高轉(zhuǎn)速r/min |
7500 |
3600 |
3600 |
3400 |
7000 |
4000 |
|
連續(xù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩N·
m |
0.84 |
4.7 |
4.7 |
4.7 |
4 |
15 |
|
連續(xù)堵轉(zhuǎn)電流A |
4.8 |
22 |
5.8 |
72 |
12 |
129 |
|
反電勢(shì)系V/kr/min |
11.2 |
12 |
51.2 |
4.0 |
20 |
7.7 |
|
額定電壓 |
160VDC |
64VDC |
230VAC |
24VDC |
270VDC |
56VDC |
|
外型尺寸 |
□70
×237 |
□92
×290 |
□92
×290 |
□92
×290 |
□92
×263.5 |
□115
×316 |
|
| |
|
序
號(hào) |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
型
號(hào) |
J115ST
-X04 |
J115ST
-X04A |
J115ST
-X05 |
J142ST
-X01 |
J142ST
-X02 |
J142ST-X03A |
J142ST-X04 |
|
額定功率kW |
2.8 |
2.8 |
2.5 |
12.5 |
5.7 |
10.0 |
3.0 |
|
最高轉(zhuǎn)速r/min |
5100 |
5000 |
3300 |
4300 |
4000 |
3000 |
3000 |
|
連續(xù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩N·
m |
6.7 |
6.7 |
7.4 |
42.65 |
18.4 |
38.2 |
11.4 |
|
連續(xù)堵轉(zhuǎn)電流A |
84 |
23.5 |
124 |
60 |
20 |
35 |
11 |
|
反電勢(shì)系V/kr/min |
5.2 |
18 |
3.85 |
47.89 |
51.6 |
67.5 |
64.2 |
|
額定電壓 |
56VDC |
160VDC |
23VDC |
230VAC |
230VAC |
230VAC |
230VAC |
|
外型尺寸 |
□115
×276 |
□115
×298 |
□115
×282 |
□142
×460 |
□142
×350 |
□142
×470 |
□142
×295 |
|
| |
| |
|
