一种三通道伺服控制驱动器制造技术

本实用新型专利技术提供一种三通道伺服控制驱动器，用于解决现有的伺服电机控制驱动系统存在组成单机多，不利于系统小型化和轻量化、成本高的问题。本实用新型专利技术提供的三通道伺服控制驱动器包括通讯板和三个驱动控制单元；所述通讯板通过RS-232总线与计算机连接，还分别通过CAN总线与三个驱动控制单元连接，用于实现计算机和所述驱动控制单元之间的数据通信；各驱动控制单元还通过RS-422总线与控制系统连接，输出端还与待驱动的伺服机构连接；用于将位置、速度、电流信号转换为驱动信号输出。驱动器将一个伺服控制器和三个伺服驱动器集成在一起，实现三通道机电伺服系统的驱动控制，提高了系统集成度，安装空间小，系统重量轻，节约生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及伺服控制
，特别是指一种三通道伺服控制驱动器。
技术介绍
随着磁性材料、电力电子器件和数字处理器技术的发展，高性能电机与现代控制技术相结合，使机电伺服技术迅速崛起。机电伺服系统的应用越来越广泛，同时对其的集成度和可靠性要求也越来越高。传统的航天多通道机电伺服系统伺服驱动器多采用“一拖一”方案，即三通道伺服电机控制驱动系统一般由一台伺服控制器，三台伺服驱动器和三台伺服机构组成。这种伺服电机控制驱动系统存在组成单机多，不利于系统小型化和轻量化、成本高的问题。
技术实现思路
为了解决现有伺服电机控制驱动系统组成单机数量多，不利于系统小型化，重量大、成本高的问题，本技术提供一种三通道伺服控制驱动器，该驱动器集成了一台伺服控制器和三台伺服驱动器的功能，可用于驱动三台伺服电机，减少了现有伺服电机控制驱动系统的单机数量，提高了系统的比功率，适应了大功率机电伺服系统小型化、高可靠性的发展需求。本技术提供的一种三通道伺服控制驱动器，包括：通讯板和三个驱动控制单元；所述通讯板通过RS-232总线与计算机连接，还分别通过CAN总线与所述三个驱动控制单元连接，用于实现计算机和所述驱动控制单元之间的数据通信；各所述驱动控制单元还通过RS-422总线与控制系统连接，各所述驱动控制单元的驱动信号输出端与待驱动的伺服机构连接；各所述驱动控制单元根据所述控制系统发来的指令信号，运行位置、速度、电流三环控制算法得到6路PWM信号，并将所述6路PWM信号转换为驱动信号输出；所述驱动控制单元还将其驱动的伺服机构返回的反馈信号回送给所述控制系统。其中，所述通讯板包括RS-232总线接口电路、第一CAN总线接口电路、第一DSP及外围电路、第一二次电源变换电路；所述第一DSP及外围电路与所述RS-232总线接口电路连接，所述RS-232总线接口电路通过RS-232总线与所述计算机连接；所述第一DSP及外围电路还与所述第一CAN总线接口电路连接，所述第一CAN总线接口电路通过CAN总线与所述驱动控制单元连接；所述第一二次电源变换电路与当前通讯板中需供电的所有元器件连接，为其提供二次电源。其中，每个所述驱动控制单元包括一块控制板和一块功率板；所述控制板包括RS-422总线接口电路、第二CAN总线接口电路、第二DSP及外围电路、第二二次电源变换电路、旋变解码电路、存储器电路、A/D变换电路、D/A变换电路和信号处理电路；所述第二二次电源变换电路与当前控制板中需供电的所有部件连接，为其提供电源；所述存储器电路与所述第二DSP及外围电路连接；所述D/A变换电路与所述第二DSP及外围电路连接；所述第二DSP及外围电路还与所述第二CAN总线接口电路连接，所述第二CAN总线接口电路通过CAN总线与所述通讯板连接；所述A/D变换电路分别与所述第二DSP及外围电路、信号处理电路连接，需要计算的电流信号依次经所述信号处理电路处理、所述A/D变换电路进行A/D变换后提供给所述第二DSP及外围电路；所述旋变解码电路与所述第二DSP及外围电路连接，用于将需要计算的速度信号和位置信号转换为相应的数字信号后提供给第二DSP及外围电路；所述第二DSP及外围电路与所述RS-422总线接口电路连接，所述RS-422总线接口电路通过RS-422总线与所述控制系统连接，所述第二DSP及外围电路通过RS-422总线接收所述控制系统发来的指令信号，根据所述控制系统发来的指令信号以及收到的位置信号、速度信号、电流信号，运行位置、速度、电流三环控制算法，得到6路PWM信号输出至所述功率板；所述功率板用于将收到的6路PWM信号转换为驱动信号输出。其中，所述功率板包括隔离电路、驱动电路、功率主电路、电流采集及变换电路、开关电源变换电路；所述隔离电路输入端与所述控制板连接，输出端与所述驱动电路输入端连接，所述驱动电路输出端与所述功率主电路连接；所述电流采集及变换电路与所述功率主电路连接，用于采集经所述功率主电路的2相电流信号；所述开关电源变换电路分别与所述隔离电路、驱动电路连接，用于为其提供电源。其中，每个所述驱动控制单元的功率板中的所述功率主电路包括三相全桥电路和吸收缓冲电路；所述三相全桥电路包括六个MOSFET管，所述吸收缓冲电路为C型吸收缓冲电路，且所述三相全桥电路的每对桥臂并联一组所述C型吸收缓冲电路。上述任一种三通道伺服控制驱动器还包括壳体，所述通讯板和驱动控制单元设置于所述壳体内。其中，所述壳体包括壳体底板、壳体左侧板、壳体右侧板和壳体盖板；所述壳体底板、壳体左侧板、壳体右侧板均为平板形状，所述壳体盖板为“U”字型形状；所述壳体盖板通过螺钉固定在所述壳体底板和壳体左侧板、壳体右侧板上，所述壳体底板和壳体左侧板、壳体右侧板之间也固定连接，形成方形壳体。其中，所述通讯板通过螺钉固定于所述壳体盖板正对所述壳体底板的一个内表面上。其中，所述驱动控制单元还包括连接柱；所述功率板通过四个连接柱固定安装在所述壳体底板上，所述控制板通过四个连接柱固定安装在所述功率板之上。其中，所述驱动控制单元还包括散热器；所述功率板上的功率器件通过螺钉固定在所述散热器前表面上，所述散热器下表面通过螺钉与所述壳体底板内表面连接。其中，所述壳体左侧板上设置有控制插座、调试插座和动力电源插座，且所述壳体左侧板与所述控制插座、调试插座和动力电源插座之间装有导电密封垫。其中，所述壳体右侧板上设置有反馈信号插座、第一电机插座、第二电机插座和第三电机插座，且所述壳体右侧板与所述反馈信号插座、第一电机插座、第二电机插座和第三电机插座之间装有导电密封垫。本技术的上述技术方案的有益效果如下：本技术提供的三通道伺服控制驱动器将一个伺服控制器和三个伺服驱动器集成在一起，实现三通道机电伺服系统的驱动控制，提高了系统集成度，有效降低安装空间需求，减小系统重量，简化原有电气连接，节约生产成本。附图说明图1为本技术实施例提供的一种三通道伺服控制驱动器简要结构示意图；图2为图1中的通讯板1的优选实施结构示意图；图3为图1中的驱动控制单元2的优选实施结构示意图；图4为图3中的功率板22的优选实施结构示意图；图5为去掉壳体盖板后的三通道伺服控制驱动器的俯视图；图6完整的三通道伺服控制驱动器的左视图。[附图标记说明]1、通讯板；2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三通道伺服控制驱动器，其特征在于，包括：通讯板和三个驱动控制单元；所述通讯板通过RS‑232总线与计算机连接，还分别通过CAN总线与所述三个驱动控制单元连接，用于实现计算机和所述驱动控制单元之间的数据通信；各所述驱动控制单元还通过RS‑422总线与控制系统连接，各所述驱动控制单元的驱动信号输出端与待驱动的伺服机构连接；各所述驱动控制单元根据所述控制系统发来的指令信号，运行位置、速度、电流三环控制算法得到6路PWM信号，并将所述6路PWM信号转换为驱动信号输出；所述驱动控制单元还将其驱动的伺服机构返回的反馈信号回送给所述控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种三通道伺服控制驱动器，其特征在于，包括：通讯板和三个驱动控制单元；
所述通讯板通过RS-232总线与计算机连接，还分别通过CAN总线与所述三个驱动控制单元连接，用于实现计算机和所述驱动控制单元之间的数据通信；
各所述驱动控制单元还通过RS-422总线与控制系统连接，各所述驱动控制单元的驱动信号输出端与待驱动的伺服机构连接；各所述驱动控制单元根据所述控制系统发来的指令信号，运行位置、速度、电流三环控制算法得到6路PWM信号，并将所述6路PWM信号转换为驱动信号输出；所述驱动控制单元还将其驱动的伺服机构返回的反馈信号回送给所述控制系统。
2.如权利要求1所述的三通道伺服控制驱动器，其特征在于，所述通讯板包括RS-232总线接口电路、第一CAN总线接口电路、第一DSP及外围电路、第一二次电源变换电路；
所述第一DSP及外围电路与所述RS-232总线接口电路连接，所述RS-232总线接口电路通过RS-232总线与所述计算机连接；所述第一DSP及外围电路还与所述第一CAN总线接口电路连接，所述第一CAN总线接口电路通过CAN总线与所述驱动控制单元连接；所述第一二次电源变换电路与当前通讯板中需供电的所有元器件连接，为其提供二次电源。
3.如权利要求1所述的三通道伺服控制驱动器，其特征在于，每个所述驱动控制单元包括一块控制板和一块功率板；
所述控制板包括RS-422总线接口电路、第二CAN总线接口电路、第二DSP及外围电路、第二二次电源变换电路、旋变解码电路、存储器电路、A/D变换电路、D/A变换电路和信号处理电路；所述第二二次电源变换电路与当前控制板中需供电的所有部件连接，为其提供电源；所述存储器电路与所述第二DSP及外围电路连接；所述D/A变换电路与所述第二DSP及外围电路连接；所述第二DSP及外围电路还与所述第二CAN总线接口电路连接，所述第二CAN总线接口电路通过CAN总线与所述通讯板连接；所述A/D变换电路分 别与所述第二DSP及外围电路、信号处理电路连接，需要计算的信号依次经所述信号处理电路处理、所述A/D变换电路进行A/D变换后提供给所述第二DSP及外围电路；所述旋变解码电路与所述第二DSP及外围电路连接，用于将需要计算的速度信号和位置信号转换为相应的数字信号后提供给第二DSP及外围电路；所述第二DSP及外围电路与所述RS-422总线接口电路连接，所述RS-422总线接口电路通过RS-422总线与所述控制系统连接，所述第二DSP及外围电路通过RS-422总线接收所述控制系统发来的指令信号，根据所述控制系统发来的指令信号以及收到的位置信号、速度信号、电流信号，运行位置、速度、电流三环控制算法，得到6路PWM信号输出至所述功率板；
所述功率板用于将收到的6路PWM信号转换为驱动信号输出。
4.如权利要求3所述的三通道伺服控制驱动器，其特征在于，所述功率板包括隔离电路、驱动电路、功率主电路、电流采集及变换电路、开关电源变换电路；
所述隔离电路输入端与所述控制板连接，输出端与所述驱动电路输入端连接，所述驱动电路输出端与所述功率主电路连接；所述电流采集及变换电路与所述功率主电路连接，用于采集经所述功率主电路的2相电流信号；所述开关电源变换电路分别与所述隔离电路、驱动电路连接，用于为其提...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑再平，郑继贵，黄玉平，高建华，李建明，王春明，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11