雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，包含伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)、第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)；所述伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)由MCU模塊、功能電路模塊和保護(hù)電路模塊組成；所述伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)包括有單刀雙擲開關(guān)，所述雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)在停電時(shí)候從普通電源的接線口2切換至有同步保存電機(jī)控制信息的UPS供電模塊的接線口3。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是這種伺服系統(tǒng)不僅延續(xù)了原伺服驅(qū)動(dòng)器的高效率,高響應(yīng),高精確的控制特性，而且具有控制成本低；可靠性好、集成度高；同步性好、提高伺服性能；安裝體積小，操作方便；斷電狀態(tài)下，可以同步保存信息。
【專利說明】雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專利涉及一種以單臺(tái)永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)器拖動(dòng)兩臺(tái)永磁交流伺服電機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，且在斷電狀態(tài)而UPS工作時(shí)，能夠保存位置信息的雙電機(jī)永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]伺服系統(tǒng)原理:永磁交流伺服系統(tǒng)包括永磁交流伺服電機(jī)和永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)器，其中永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)器是以專用數(shù)字處理芯片DSP為核心，采用IGBT智能模塊和高精度的位置及速度反饋裝置(編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器)，實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁交流伺服電機(jī)的位置控制，速度控制和扭矩控制等多種控制方式。
[0003]常規(guī)多軸單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):永磁交流伺服系統(tǒng)相對(duì)異步電機(jī)系統(tǒng)，具有響應(yīng)快，精度高，調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備中。在要求雙軸控制的情況下，常規(guī)的解決方案是采用二個(gè)單軸的驅(qū)動(dòng)控制。圖2是一個(gè)典型的單軸系統(tǒng)，包括一個(gè)電機(jī)和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，可以形成電流、速度和位置的閉環(huán)控制，但是，常規(guī)的雙軸驅(qū)動(dòng)方案由兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和兩臺(tái)伺服電機(jī)構(gòu)成，存在成本高，雙軸同步性能差，設(shè)備安裝占用空間大，斷電時(shí)不宜保持信息或者信息保存不同步產(chǎn)生等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)的雙軸驅(qū)動(dòng)方案由兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和兩臺(tái)伺服電機(jī)構(gòu)成，存在成本高，雙軸同步性能差，設(shè)備安裝占用空間大的技術(shù)性問題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，包含伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)、第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)；所述伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)由MCU模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及供電電源單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，所示MCU模塊電性連接第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)連接第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)，所述供電電源單元連接MCU模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元。
[0006]優(yōu)選地，所述供電電源單元包括UPS供電模塊以及普通電源模塊，所述UPS供電模塊和普通電源模塊通過一單刀雙擲開關(guān)連接MCU模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，其中，系統(tǒng)在停電時(shí)候從普通電源模塊的接線口切換至有同步保存電機(jī)控制信息的UPS供電模塊的接線□。
[0007]優(yōu)選地:所述MCU模塊為DSP控制處理單元，所述DSP控制處理單元發(fā)出兩路PWM信號(hào)分別至第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)同步運(yùn)行。
[0008]優(yōu)選地:所述第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)分別安裝位置反饋單元，所述位置反饋單元連接MCU模塊。[0009]優(yōu)選地:所述系統(tǒng)還包括功能電路模塊和保護(hù)電路模塊，所述功能電路模塊包括整流電路單元、制動(dòng)回路電路單元和內(nèi)部開關(guān)電源單元，所述保護(hù)電路模塊包括過壓保護(hù)電路單元、欠壓保護(hù)電路單元、溫度保護(hù)電路單元以及缺相保護(hù)電路單元。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是這種伺服系統(tǒng)不僅延續(xù)了原伺服驅(qū)動(dòng)器的高效率，高響應(yīng)，高精確的控制特性，而且具有控制成本低；可靠性好、集成度高；同步性好、提高伺服性能；安裝體積小，操作方便；斷電狀態(tài)下，可以同步保存信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本實(shí)用新型的雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為現(xiàn)有技術(shù)一個(gè)典型的單軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]請(qǐng)參照附圖1，一種雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，包含伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)1、第一交流伺服電機(jī)2和第二交流伺服電機(jī)3 ;所述伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)I由MCU模塊4、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及供電電源單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元5與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元6，所示MCU模塊電性連接第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元5與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元6，所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元5與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元6對(duì)應(yīng)連接第一交流伺服電機(jī)2和第二交流伺服電機(jī)3，所述供電電源單元連接MCU模塊4以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元；所述供電電源單元包括UPS供電模塊7以及普通電源模塊8，所述UPS供電模塊7和普通電源模塊8通過一單刀雙擲開關(guān)9連接MCU模塊I以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，其中，系統(tǒng)在停電時(shí)候從普通電源模塊8的接線口切換至有同步保存電機(jī)控制信息的UPS供電模塊7的接線口 ；
[0016]所述MCU模塊4為DSP控制處理單元，所述DSP控制處理單元發(fā)出兩路PWM信號(hào)分別至第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元5與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元6驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)同步運(yùn)行；
[0017]所述第一交流伺服電機(jī)2和第二交流伺服電機(jī)3分別安裝位置反饋單元10，所述位置反饋單元10連接MCU模塊4 ;所述系統(tǒng)還包括功能電路模塊和保護(hù)電路模塊，所述功能電路模塊包括整流電路單元、制動(dòng)回路電路單元和內(nèi)部開關(guān)電源單元，所述保護(hù)電路模塊包括過壓保護(hù)電路單元、欠壓保護(hù)電路單元、溫度保護(hù)電路單元以及缺相保護(hù)電路單元，可以大大節(jié)省了控制成本。
[0018]綜合以上本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)與原理可知，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是這種伺服系統(tǒng)不僅延續(xù)了原伺服驅(qū)動(dòng)器的高效率，高響應(yīng)，高精確的控制特性，而且具有控制成本低；可靠性好、集成度高；同步性好、提高伺服性能；安裝體積小，操作方便；斷電狀態(tài)下，可以同步保存信息。
[0019]進(jìn)一步介紹本實(shí)用新型的一些有益效果如下:
[0020](I)控制成本低:隨著微處理器和電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，DSP的運(yùn)算速度大幅提升，用單片DSP芯片同時(shí)控制兩臺(tái)電機(jī)成為可能，一拖二雙電機(jī)是在一個(gè)程序運(yùn)行周期內(nèi)，完成兩套控制指令運(yùn)算，輸出兩對(duì)PWM信號(hào)，同時(shí)控制兩臺(tái)伺服電機(jī)；
[0021](2)硬件成本低:由于兩臺(tái)電機(jī)可以共用一些功能電路，如整流電路、制動(dòng)回路、內(nèi)部開關(guān)電源，也可以共用一些保護(hù)電路，如過壓、欠壓、溫度保護(hù)電路，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，大大節(jié)約了器件成本，縮小驅(qū)動(dòng)體積，也減少安裝面積，大大節(jié)省了控制器的成本；
[0022](3)系統(tǒng)節(jié)能:在電機(jī)進(jìn)彳丁制動(dòng)時(shí)將有一部分的能量回饋到電路中，在單軸系統(tǒng)中只能將這些能量通過制動(dòng)電阻消耗掉。在這個(gè)系統(tǒng)中，如果領(lǐng)一臺(tái)電機(jī)在正常出力，這些能量可以被正在出力的電機(jī)所利用，對(duì)于頻繁啟停和正反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，節(jié)能效果明顯；
[0023](4)實(shí)現(xiàn)雙軸實(shí)時(shí)同步:在多臺(tái)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行的工控系統(tǒng)中，經(jīng)常要求多軸同步運(yùn)動(dòng)。采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器，由于采用同一 DSP或微處理器控制，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單元同步運(yùn)動(dòng)。而單軸獨(dú)立控制時(shí)，因通信延時(shí)、內(nèi)部控制節(jié)拍不一致，很難實(shí)現(xiàn)同步。
[0024](5)斷電時(shí)信息同步保護(hù)功能:本實(shí)用新型裝置可以通過UPS和普通供電電源供電，正常工作時(shí)通過普通供電電源供電。驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的供電電源檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)供電電源的狀況，在發(fā)生供電電源突然斷電的狀況下，該電路將發(fā)出斷電報(bào)警信號(hào)。由于驅(qū)動(dòng)器整流電路后面接有容量較大的濾波電容，在發(fā)生供電電源斷電的瞬間，濾波電容中仍然有一定的電量，維持系統(tǒng)工作。斷電報(bào)警信號(hào)發(fā)出后，系統(tǒng)將立即關(guān)閉主驅(qū)動(dòng)電路，或者做緊急停車處理，停止兩臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)將主電路從普通供電電源切換到UPS電源(圖1中繼電器從點(diǎn)2切換到點(diǎn)3)。由于在切換過程中，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路一直沒有發(fā)生掉電的情況，所以可以同步保存兩臺(tái)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的信息，在供電電源恢復(fù)時(shí)，可以繼續(xù)運(yùn)行，保證位置等信息與上位機(jī)記錄同步，降低產(chǎn)品不良率。
[0025]本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本實(shí)用新型。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該實(shí)用新型僅為所述的【具體實(shí)施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員能很好地利用本實(shí)用新型。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。以上公開的僅為本申請(qǐng)的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，其特征在于，包含伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)、第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)；所述伺服驅(qū)動(dòng)器控制器系統(tǒng)由MCU模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及供電電源單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，所示MCU模塊電性連接第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)連接第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)，所述供電電源單元連接MCU模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源單元包括UPS供電模塊以及普通電源模塊，所述UPS供電模塊和普通電源模塊通過一單刀雙擲開關(guān)連接MCU模塊以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，其中，系統(tǒng)在停電時(shí)候從普通電源模塊的接線口切換至有同步保存電機(jī)控制信息的UPS供電模塊的接線口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU模塊為DSP控制處理單元，所述DSP控制處理單元發(fā)出兩路PWM信號(hào)分別至第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)同步運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，其特征在于:所述第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)分別安裝位置反饋單元，所述位置反饋單元連接MCU模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)永磁交流伺服系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括功能電路模塊和保護(hù)電路模塊，所述功能電路模塊包括整流電路單元、制動(dòng)回路電路單元和內(nèi)部開關(guān)電源單元，所述保護(hù)電路模塊包括過壓保護(hù)電路單元、欠壓保護(hù)電路單元、溫度保護(hù)電路單元以及缺相保護(hù)電路單元。
【文檔編號(hào)】H02P5/46GK203387449SQ201320454411
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】陳陽(yáng)生, 陳雙建 申請(qǐng)人:浙江盛邁電氣技術(shù)有限公司