电动机变频伺服控制器制造技术

一种电动机变频伺服控制器包括：主回路部分，包括整流、滤波、逆变电路，并连接在外部电源和鼠笼式电动机之间；电源部分，用于向控制主板提供电源；和控制回路部分，集成有系统级芯片、智能功率模块和输入输出电路。由于采用了智能控制并用于控制三相交流鼠笼电动机，通过编程方便高效地控制各种容量的电动机的位置、转速、加速度和输出转矩。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电动机变频伺服控制器
本专利技术涉及变频伺服控制器，尤其涉及电动机变频伺服控制器。
技术介绍
随着微电子技术与功率半导体技术的飞跃发展，变频技术使得占总动力负载85％的交流异步电动机有了长足的发展。众所周知，目前控制领域占据主流地位的是用于控制直流有刷伺服电动机和控制交流无刷伺服电动机的控制器。直流有刷伺服电动机的回转是由定子侧的永磁体产生一个恒定磁场，经转子整流作用，让一个与定子磁场正交的电流经过转子电枢线圈而产生回转力。这种正交关系是由电刷和整流子自动保持的，因此控制相对简单。但存在下列问题：由于有刷电机需要经常维护、清理、更换电刷，带来维护费用高的问题；因电机的温升或振动都会引起永磁体的弱磁或脱落，造成电动机输出功率下降甚至出现涉及人身安全的事故；由于永磁体的弱磁和整流子的火花，难以从静止状态直接起步；和由于整流子的火花，某些特定领域(如防爆)不能使用并难以提速。交流无刷伺服电机的永磁体固定在转子上，而让电流流过定子线圈。整流子的功能由永磁体的位置检测装置和电子换相器代替。其原理与直流伺服机相同，所以其控制要比上述直流机复杂，控制难度大，造价高，同时也存在高温或振动引起永磁体的弱磁或脱落问题。此外，由于永磁体的弱磁，电机容量受到一定限制，而转子的离心作用使得提速受到一定限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种克服上述缺点的用于控制三相交流电动-->机变频伺服系统的控制器，通过编程能方便地控制电机的位置、转速、加速度和输出转矩。根据本专利技术的用于控制变频伺服系统的控制器是用于控制三相交流鼠笼式电动机的变频伺服控制器，其包括主回路部分、电源部分和控制回路部分。另一方面，所述电源部分是一个开关电源，用于向控制主板提供电源；所述主回路部分包括整流、滤波、逆变电路；和所述控制回路(CPU主板)部分集成有系统级芯片SOC(System on a Chip)、智能半导体功率模块ASIPM(或SIPM系统级半导体功率模块)和输入输出电路。通过实现本专利技术使用用于控制变频伺服系统的控制器，采用32-64位专用CPU对电机进行全数字化控制，并采用专用的QMCL(QuickMotion Control Language)语言，使得控制程序的编程简单，能使电机以极低的转速运行。以及由于使用了SOC+ASIPM或SOC+SIPM的集成化设计及模拟与数字技术的融合，实现了超小型化、多功能化、远程通信等功能并极大提高了系统的各项性能指标。附图说明图1是本专利技术控制器的方框图；图2是表示本专利技术系统级芯片构成的示意图；具体实施方式图1是本专利技术控制器的方框图，伺服控制器用于控制一个或多个三相交流鼠笼式电动机(图中为1个)1，并包括开关电源部分2、主回路部分3和控制回路(CPU主板)部分4。主回路部分3内置整流、滤波、逆变等功率保护电路，其连接在外部电源和鼠笼式电动机1之间，用于根据鼠笼式电动机的需要转换不同的接入电源，所述外部电源的电压范围在AC/DC9V至AC/DC500V之间，图中所示为AC9V/AC500V的三相交流电源；开关电源部分2，采用专门设计的开关电源，用于向控制主板提供电源；和控制回路(CPU主板)部分4(图1中虚线框内的部-->分)，集成有系统级芯片(SOC)、智能功率模块(ASIPM)和输入输出电路，其由32-64位专用处理器、控制电路、输入输出电路构成，所述专用处理器是控制器的核心，用于运行伺服控制的操作系统(OS)，并内置用户RAM和E2PROM，输入输出电路用于处理输入/输出信号、码盘信号输入及模拟量信号输入。所述智能功率模块具有过压、过流、短路、缺相、温升、电磁干扰等检测与保护部件，并可分离地嵌在系统级芯片中。此外，伺服控制器间通讯件参数方式自由设定电流矢量控制、电压/频率控制、电压/相位差控制、消耗电流控制等多种控制方式。在本专利技术伺服控制器中：控制主板部分(1)控制电机的专用QMCL程序可写入上述RAM、ROM存储   器中，其中程序RAM区可容纳小于415行的QMCL程序，   而E2PROM(64kbitx3)可容纳3段各小于415行的QMCL   程序；(2)程序的编辑、QMCL参数值的设定通过专用键盘操作，此   外，可选择地，程序内容、参数内容及其它数值可由10位   7段数码管显示。码盘部分(1)盘输入通道的标准配置为1个通道。最多能配置2个，   其中一个专用于电机控制(反馈)；(2)使用的码盘为线驱动方式(直流5伏)；(3)码盘原则上与电机轴直接连接；(4)主板上插座标号为ENC1(用于电机控制)和ENC2；(5)适用的插头型号为MOLEX、5251-08(5051W-08)，适   用的压接线端子为MOLEX5659(5189)；A/D输入部分(1)模拟量输入配置为2个通道；(2)输入为0-5伏；(3)插座标号在控制主板上为ANALOG；-->(4)适用的插头型号为MOLEX、5251-06(5051W-06)，适   用的压接线端子为MOLEX5659(5159)；I/O输入部分(1)输入端子C4有8点、C5有4点；(2)各插座的公共端(COM)与I/O电源OV相连；(3)输入由光电耦合器隔离；(4)结点规格为电流型DC24V5mA；(5)插座标号在控制主板上为C4、C5；(6)适用的插头C4：MOLEX5251-10(5051N-10)；C5：   MOLEX5251-6(5051N-6)。I/O输出部分(1)输出端子CO有8点；(2)各点的公共端COM与I/O电源OV相连；(3)输出由光电耦合器隔离；(4)输出结点规格为DC 24 V开集结电流型(共发射极)；(5)在控制主板上的插座标号为CO；(6)适用的插头为MOLEX5251-11(5051N-11)，适用的压接   线端子为MOLEX5659(5159)；控制器的选件：(1)用于伺服控制器与个人计算机、可编程控制器(PLC)   或各控制器间的通讯；(2)规格RS232C专用电缆：1m25针P-SUB插头；专   用电缆：伺服控制器间通讯   RS422 专用电缆：1m线末端处理；专用电缆：伺服   控制器间通讯。用户程序写入装置(1)用户程序固化在控制主板上的E2PROM中；(2)将写入装置的信号插头与控制主板上的FLASH端口相   接，DC5V电源插头与控制主板上的CN5插座连接，-->   PC的RS232C端口与控制主板上的RS232C端口连接，   在PC上运行专用程序，根据程序提示可以方便地将程   序固化；(3)装置的名称为FLASH A-QM。图2是本专利技术系统级芯片构成的示意图，该芯片上嵌入LSI Logic以及模拟数字I/O，RS-232，422串并行通讯，A/D、D/A转换，QMCL语言优化编译器，电机矢量控制高速运算器，向用户开放的RAM、ROM(如E2PROM)和实时操作系统(OS)，以提高该系统的各项性能指标。通过写入器可执行各种所需操作，也可通过互联网与用户通信。尽管已对本专利技术进行了描述，但其只是为了说明的目的，本专利技术不限于上述结合附图的描述，本领域普通技术人员可对其进行不脱离本专利技术精神的各种改变，此外，本专利技术的保护范围由后附的权利要求书限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机变频伺服控制器，其特征在于该控制器是用于控制三相鼠笼式电动机的变频伺服控制器，其包括主回路部分、电源部分和控制回路部分。

【技术特征摘要】
1.一种电动机变频伺服控制器，其特征在于该控制器是用于控制三相鼠笼式电动机的变频伺服控制器，其包括主回路部分、电源部分和控制回路部分。2.根据权利要求1所述的电动机变频伺服控制器，其特征在于所述主回路部分，包括整流、滤波、逆变电路，并连接在外部电源和鼠笼式电动机之间。3.根据权利要求1所述的电动机变频伺服控制器，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张湘月，
申请(专利权)人：中国敏捷集团有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]