一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服制造技术

本发明专利技术公开了一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服，其包括，控制器，控制整个系统；上位通讯，用于提供上位命令输入；电源，输入为低压直流电压，直流电压低于100V，用于为系统提供功率输入；功率回路，由控制器输入控制信号，通过驱动电路实现对开关管的驱动，输出为低压交流电压，实现对电机的驱动。整体设备更加的轻型化,小型化，能够承受更加恶劣的环境要求，支持永磁同步电机，支持无线通信，能实现无线信息传输。

A small digital low voltage AC Servo Based on EtherCAT

The invention discloses a small digital low voltage AC Servo Based on EtherCAT, comprising a controller to control the whole system; the communication, to provide the command input; input power, low voltage DC voltage, DC voltage is lower than 100V, used to provide input for the power system; power circuit, control signal from the controller input by the drive drive switch circuit, output low voltage AC voltage, drive motor. The whole equipment is more light, smaller, and can withstand more severe environmental requirements. It supports permanent magnet synchronous motor, supports wireless communication, and can realize wireless information transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服
本专利技术具体涉及一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服。
技术介绍
随着工业自动化水平的提高，自动化逐渐超出传统的工厂范围，在更加广泛的环境内实现，即向移动自动化方向发展，新型的伺服需要移动的能源供给，需要提供精确的位置信息，需要无线信息传输，需要轻型化,小型化，能承受更加恶劣的环境要求，这对传统的伺服提出了挑战。目前的交流伺服大都是面向工厂自动化的产品，输入电压为AC220V或者AC380V，这种伺服无法实现移动的电源供给，不能实现无线信息传输，无法做到轻型化小型化，只能承受稳定的工厂环境，且现有的伺服需要整流模块，电压等级高,很难做到小型化，不能满足移动自动化的可移动供电，移动通信，低压，轻型化，小型化的需求。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服，其包括，控制器，控制整个系统；上位通讯，用于提供上位命令输入；电源，输入为低压直流电压，直流电压低于100V，用于为系统提供功率输入；功率回路，由控制器输入控制信号，通过驱动电路实现对开关管的驱动，输出为低压交流电压，实现对电机的驱动。作为优选，上位通讯支持，EtherCAT，实现伺服系统的上位、组网和同步；无线通信，用于实现数据远程移动交互；数字IO，用于数字信号IO的输入和输出。作为优选，其还包括，编码器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入；模拟信号传感电路，提供系统的模拟信号采样调理；状态指示，用于提供系统运行状态指示；辅助电源，为控制器和驱动电路提供辅助电源，且通过辅助电源提供系统的供电。作为优选，电机为永磁同步电机。作为优选，编码器为绝对值编码器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为增量式编码器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为旋转变压器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入。作为优选，模拟信号传感电路包括，母线电流检测电路，用于检测母线电流，为短路保护和过载保护提供输入；母线电压检测电路，用于检测母线电压，为过压保护和欠压保护提供输入；相电流检测电路，用于检测相电流，为电机控制提供输入；温度检测电路，用于检测环境和功率元器件的表面温度，为温度校准和过温保护提供输入。作为优选，电源与功率回路相连，控制器与功率回路相连，上位通讯与控制器相连，功率回路与电机相连。作为优选，模拟信号传感电路与控制器相连，编码器与控制器相连，状态指示与控制器相连，辅助电源与电源相连。作为优选，EtherCAT通过通信引出端一个端口连接上位机，再通过通信引出端的另外一个端口连接下一个伺服，以此来实现伺服系统组网和同步；无线通信提供了无线通信的接头，通过SPI和UART连接无线通信发射模块，实现数据远程移动交互。作为优选，控制器还双向连接有EtherCAT从站控制器，EtherCAT与EtherCAT从站控制器双向连接，系统通过EtherCAT从站控制器实现EtherCAT主站和伺服控制器的通信；辅助电源还单独设有电源。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1.输入为低压直流电源，可以实现移动的能源供给，从而使整体设备可以更加的轻型化,小型化；2.输出为交流电压，支持永磁同步电机；3.支持无线通信，能实现无线信息传输；4.支持EtherCAT，实现伺服系统的上位、组网和同步；5.支持数字IO，实现数字信号IO的输入和输出。附图说明图1为本专利技术一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服的方框图。图2为本专利技术一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服的细化方框图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。一种基于EtherCAT(11,12)的小型数字化低压交流伺服，其包括，控制器1，控制整个系统；上位通讯，用于提供上位命令输入；电源2，输入为低压直流电压，直流电压低于100V，用于为系统提供功率输入；功率回路3，由控制器1输入控制信号，通过驱动电路实现对开关管的驱动，输出为低压交流电压，实现对电机4的驱动。上位通讯支持，EtherCAT(11,12)，实现伺服系统的上位、组网和同步；无线通信14，用于实现数据远程移动交互；数字IO(13)，用于数字信号IO的输入和输出。其还包括，编码器，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入；模拟信号传感电路，提供系统的模拟信号采样调理；状态指示8，用于提供系统运行状态指示8；辅助电源，为控制器1和驱动电路提供辅助电源，且通过辅助电源7提供系统的供电。电机4为永磁同步电机4。编码器为绝对值编码器51，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为增量式编码器52，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为旋转变压器53，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入。模拟信号传感电路包括，母线电流检测电路61，用于检测母线电流，为短路保护和过载保护提供输入；母线电压检测电路62，用于检测母线电压，为过压保护和欠压保护提供输入；相电流检测电路64，用于检测相电流，为电机4控制提供输入；温度检测电路63，用于检测环境和功率元器件的表面温度，为温度校准和过温保护提供输入。电源2与功率回路相连，控制器1与功率回路相连，上位通讯与控制器1相连，功率回路与电机4相连。模拟信号传感电路与控制器1相连，编码器与控制器1相连，状态指示8与控制器1相连，辅助电源7与电源2相连。EtherCAT(11,12)通过通信引出端一个端口连接上位机，再通过通信引出端的另外一个端口连接下一个伺服，以此来实现伺服系统组网和同步；无线通信14提供了无线通信14的接头，通过SPI和UART连接无线通信14发射模块，实现数据远程移动交互。控制器1还双向连接有EtherCAT(11,12)从站控制器1，EtherCAT(11,12)与EtherCAT(11,12)从站控制器1双向连接，系统通过EtherCAT(11,12)从站控制器1实现EtherCAT(11,12)主站和伺服控制器1的通信；辅助电源5还可单独设有电源。在一个实施例中，设备同时支持三种编码器，设备启动后，会通过配置文件选择编码器，可以通过绝对值编码器51提供电机4的位置回馈信息，通过增量式编码器52计算电机4的速度回馈信息，旋转变压器53，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入，在控制器1内进行位置和速度闭环控制；根据相电流检测电路64检测的回馈信号，在控制器1内进行电流闭环控制；根据母线电压检测电路62检测的回馈信号进行过压欠压保护，根据母线电流检测电路61检测的回馈信号进行过流保护，根据温度检测电路63检测的回馈信号进行过温保护，通过状态指示8信号提供系统运行的状态信息，同时系统支持EtherCAT(11,12)通信上位和数字IO(13)控制，并把系统的数据通过无线通信14接头连接无线收发器，反馈给服务器云端。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服，其特征在于：其包括，控制器，控制整个系统；上位通讯，用于提供上位命令输入；电源，输入为低压直流电压，直流电压低于100V，用于为系统提供功率输入；功率回路，由控制器输入控制信号，通过驱动电路实现对开关管的驱动，输出为低压交流电压，实现对电机的驱动。

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服，其特征在于：其包括，控制器，控制整个系统；上位通讯，用于提供上位命令输入；电源，输入为低压直流电压，直流电压低于100V，用于为系统提供功率输入；功率回路，由控制器输入控制信号，通过驱动电路实现对开关管的驱动，输出为低压交流电压，实现对电机的驱动。2.根据权利要求1所述的一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服，其特征在于：所述上位通讯支持，EtherCAT，实现伺服系统的上位、组网和同步；无线通信，用于实现数据远程移动交互；数字IO，用于数字信号IO的输入和输出。3.根据权利要求1所述的一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服，其特征在于：其还包括，编码器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入；模拟信号传感电路，提供系统的模拟信号采样调理；状态指示，用于提供系统运行状态指示；辅助电源，为控制器和驱动电路提供辅助电源，且通过辅助电源提供系统的供电。4.根据权利要求1所述的一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服，其特征在于：所述电机为永磁同步电机。5.根据权利要求3所述的一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服，其特征在于：所述编码器为绝对值编码器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为增量式编码器，用于检测电机的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙飞，迟永琳，张斐泓，吴兵，
申请(专利权)人：上海智殷自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31