全数字式交流永磁伺服电机驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种全数字式交流永磁伺服电机驱动装置，属于机电传动装置的控制设备领域。该装置由主ＣＰＵ、从ＣＰＵ、数据交换电路、ＰＷＭ输出电路、磁极位置识别电路、位置控制电路等组成；磁极位置识别电路包括脉冲整形单元Ａ、辨向倍频单元Ａ、计数单元Ａ、位置控制电路包括脉冲整形单元Ｂ、辨向倍频单元Ｂ、计数单元Ｂ。该驱动装置具有独立的位置控制功能，既可用于正弦波电流电机、又可用于方波电流电机，控制精度高、稳定性好。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
全数字式交流永磁伺服电机驱动装置本技术涉及一种全数字式交流永磁伺服电机驱动装置，属于机电传动装置的控制设备领域。由于模拟驱动装置只具备简单的位置脉冲传递功能和速度控制功能，伺服电机驱动装置趋向于朝数字化方向发展，但由于对应的伺服电机型式不同、额定转矩范围不同，各种伺服驱动装置的结构和功能不同，从而不能将同一种驱动装置广泛用于多种形式的电机。日本专利特开平7-39186公开了一种伺服电机控制装置，它解决了在装有增量式光电编码器的伺服电机上，不论它的换相脉冲信号CS与相间感应电势之间的相位差如何，都可以用同一个伺服电机驱动装置与之对应的问题。但这些装置的适用一般都有两个光电编码器与之对应，不能适用于不同类型的电机，且这些驱动装置无独立的位置控制功能，需与上位控制器配合使用才能进行位置控制，结构较复杂，影响控制精度。本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种既能用于正弦波电流电机、又能用于方波电流电机、且具有独立的位置控制功能的全数字式交流永磁伺服电机驱动装置。本技术的目的是这样实现的：本技术全数字式交流永磁伺服电机驱动装置，包括主CPU、从CPU、数据交换电路、程序存贮器、键盘与显示电路、故障记录与保护电路、PWM输出电路、磁极位置识别电路，主CPU、从CPU分别接有各自的程序存贮器、A/D转换器、译码电路，二者通过数据交换电路相连，主CPU还接有键盘与显示电路、故障记录与保护电路及磁极位置识别电路，从CPU上接有PWM输出电路。从CPU上还接有位置控制电路，该电路包括脉冲整形单元B、辨向倍频单元B、计数单元B，电机码盘信号经脉冲整形单元B整形后，再经辨向倍频单元B后输出给计数单元B，计数单元B的输出接至从CPU。位置控制电路中，所述的脉冲整形单元B是由电阻RP11～RP13、电容C11～C13、线接收器up11组成，辨向倍频单元B由电阻RP14～RP17、电容C14～C17、辨向倍频器up12、与非门up13、up14组成，所述的计数单元B由正逆计数器up15～up18组成，计数器up15～up18串接起来-->以扩容组成一大容量计数器；电机码盘信号A、B、Z、A、B、Z经电阻RP11～RP13、电容C11～C13滤波后接至线接收器up11的输入端，up11对应于Z、Z的输出接至计数器up15～up18的时钟端，对应于A、A、B、B的输出接至辨向倍频器up12的输入端，辨向倍频器up12的输出经与非门up13、up14后接至计数器up15的输入端，计数器up15～up18的输出同时接至CPU数据总线。所述的磁极位置识别电路包括脉冲整形单元A、辨向倍频单元A、计数单元A三部分，脉冲整形单元A由电阻RP1～RP6、电容C1～C6、线接收器up1、up2组成，辨向倍频单元A由电阻RP7～RP10、电容C7～C10、辨向倍频器up3、与非门up4、up5组成，计数单元A由正逆计数器up6～up9、数据选择器up10组成，计数器up6～up9串接以扩容组成一大容量计数器，计数器up6的输出与数据选择器up10的一组输入端相连；电机码盘信号φ1～φ3、φ1～φ3经电阻RP4～RP6、电容C4～C6滤波后接至线接收器up2的输入端，up2的输出与数据选择器up10的另一组输入端相连；电机码盘信号A、B、Z、A、B、Z经电阻RP1～RP3、电容C1～C3滤波后接至线接收器up1的输入端，up1对应于Z、Z的输出接至计数器up6～up9的时钟端，对应于A、A、B、B的输出接至辨向倍频器up3的输入端，up3的输出经与非门up4、up5后接至计数器up6的输入端，数据选择器up10的输出及计数器up7～up9的输出与主CPU数据总线相连。下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述：附图1所示为本技术驱动装置原理框图。附图2所示为本技术驱动装置的位置控制电路电路图。附图3所示为本技术驱动装置的磁极位置识别电路电路图。本技术全数字式交流永磁伺服电机驱动装置，包括一个主CPU、一个从CPU、数据交换电路、程序存贮器、键盘与显示电路、故障记录与保护电路、PWM输出电路、磁极位置识别电路、位置控制电路。主CPU执行与用户操作、位置闭环、速度闭环有关的任务，从CPU执行与电流闭环有关的任务，主CPU、从CPU分别接有各自的程序存贮器、译码电路，二者通过数据交换电路相连，主CPU上还接有键盘与显示电路、故障记录与保护电路及磁极位置识别电路，模拟转速设定信号通过A/D转换器与主CPU相连。从CPU上接有PWM输出电路和位置控制电路，电流反馈信号通过A/D转换器与从CPU相连。位置控制电路包括脉冲整形单元B、辨向倍频单元B、计数单元B。脉冲整形单元B由电阻RP11～RP13、电容C11～C13、-->线接收器up11(MC3486)组成，电机码盘信号Z、Z、B、B、A、A分别与up11的2、1、6、7、10、9输入端相连，电阻RP11～RP13、电容C11～C13分成三组串接后分别接在up11的2与1、6与7、10与9输入端之间；辨向倍频单元B由电阻RP14～RP17、电容C14～C17、辨向倍频器up12(C5194)、与非门up13、up14组成，up12的2、10、12、15端子分别串接电容C14、C15、C16、C17后与地相接，up12的1、7、5、4端子分别串接电阻RP14～RP17后再分别与电容C14～C17串联；计数单元B由正逆计数器up15～up18(74ALS193)组成，up15的12、13输出端分别与up16的5、4输入端相连，up16的12、13端与up17的5、4端相连，up17的12、13端与up18的5、4端相连，从而四片正逆计数器串接而成一大容量计数单元，各计数器的1、9、10、15端均接地。电机码盘信号A、B、Z、A、B、Z经电阻RP11～RP13、电容C11～C13滤波后接至线接收器up11的输入端，up11对应于Z、Z的输出接至计数器up15～up18的时钟端14端，对应于A、A、B、B的输出接至辨向倍频器up12的3、6端，up12的输出13、14分别作为与非门up13、up14的一个输入信号，up12的倍频输出11端同时接至与非门up13、up14的另一个输入端，与非门的输出接至计数器up15的5、4输入端，计数器up15～up18的2、3、6、7输出端同时接至从CPU数据总线。以电机轴上的光电编码器的输出脉冲A、B、Z作为位置反馈量，经过脉冲整形单元B、辨向倍频单元B、计数单元B处理后获得实际位置信号，以手摇脉冲发生器或其它脉冲信号作为外部位置给定值，由从CPU进行比例运算后得到位置偏差信号从而产生速度给定值，控制电机单轴运动，实现位置控制功能，辨向倍频器up12的采用可提高精确度。磁极位置识别电路包括脉冲整形单元A、辨向倍频单元A、计数单元A三部分；脉冲整形单元A由电阻RP1～RP6、电容C1～C6、线接收器up1、up2(MC3486)组成，电机码盘信号Z、Z、B、B、A、A分别与up1的2、1、6、7、10、9端相连，电阻RP1～RP3、电容C1～C3分成三组串接后分别接在up1的2与1、6与7、10与9输入端之间，电机码盘信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全数字式交流永磁伺服电机驱动装置，包括主ＣＰＵ、从ＣＰＵ、数据交换电路、程序存贮器、键盘与显示电路、故障记录与保护电路、ＰＷＭ输出电路、磁极位置识别电路，主ＣＰＵ、从ＣＰＵ分别接有各自的程序存贮器、Ａ／Ｄ转换器、译码电路，二者通过数据交换电路相连，主ＣＰＵ还接有键盘与显示电路、故障记录与保护电路及磁极位置识别电路，从ＣＰＵ上接有ＰＷＭ输出电路，其特征在于：从ＣＰＵ上还接有位置控制电路，该电路包括脉冲整形单元Ｂ、辨向倍频单元Ｂ、计数单元Ｂ，电机码盘信号经脉冲整形单元Ｂ整形后，再经辨向倍频单元Ｂ后输出给计数单元Ｂ，计数单元Ｂ的输出接至从ＣＰＵ。

【技术特征摘要】
1.一种全数字式交流永磁伺服电机驱动装置，包括主CPU、从CPU、数据交换电路、程序存贮器、键盘与显示电路、故障记录与保护电路、PWM输出电路、磁极位置识别电路，主CPU、从CPU分别接有各自的程序存贮器、A/D转换器、译码电路，二者通过数据交换电路相连，主CPU还接有键盘与显示电路、故障记录与保护电路及磁极位置识别电路，从CPU上接有PWM输出电路，其特征在于：从CPU上还接有位置控制电路，该电路包括脉冲整形单元B、辨向倍频单元B、计数单元B，电机码盘信号经脉冲整形单元B整形后，再经辨向倍频单元B后输出给计数单元B，计数单元B的输出接至从CPU。2.根据权利要求1所述的全数字式交流永磁伺服电机驱动装置，其特征在于：位置控制电路中，所述的脉冲整形单元B是由电阻RP11-RP13、电容C11～C13、线接收器up11组成，辨向倍频单元B由电阻RP14～RP17、电容C14～C17、辨向倍频器up12、与非门up13、up14组成，所述的计数单元B由正逆计数器up15～up18组成，计数器up15～up18串接起来以扩容组成一大容量计数器；电机码盘信号A、B、Z、A、B、Z经电阻RP11～RP13、电容C11～C13滤波后接至线接收器up11的输入端，up11对应于Z、Z的输出接至计数器up15～up18的时钟端，对应于A、A、B、B的输出接至辨向...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓平，刘云辉，尹彤，廖阳，
申请(专利权)人：冶金工业部自动化研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]