交流永磁同步伺服電機(jī)及其驅(qū)動技術(shù)精剖析PPT課件

1、直流伺服電機(jī)存在如下缺點(diǎn)： 它的電樞繞組在轉(zhuǎn)子上不利于散熱； 由于繞組在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子慣量較大，不利于高速響應(yīng)； 電刷和換向器易磨損需要經(jīng)常維護(hù)、限制電機(jī)速度、換向時會產(chǎn)生電火花限制了它的應(yīng)用環(huán)境。 如果能將電刷和換向器去掉，再把電樞繞組移到定子上，就可克服這些缺點(diǎn)。 交流伺服電機(jī)就是這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)。 交流伺服電機(jī)有兩類： 同步電機(jī) 和 感應(yīng)電機(jī) 第1頁/共75頁永磁同步電機(jī)（ PMSM ） （Permanent Magnet Synchronous Motor ） 1、結(jié)構(gòu)和工作原理第2頁/共75頁 主要由定子、轉(zhuǎn)子及測量轉(zhuǎn)子位置的傳感器構(gòu)成。 定子和一般的三相感應(yīng)電機(jī)類似，采用三相對稱繞組結(jié)

2、構(gòu)，它們的軸線在空間彼此相差120度。 轉(zhuǎn)子上貼有磁性體，一般有兩對以上的磁極。 位置傳感器一般為光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器 。第3頁/共75頁三相異步交流感應(yīng)電機(jī)的工作原理 感應(yīng)電機(jī)當(dāng)其對稱三相繞組接通對稱三相電源后，流過繞組的電流在定轉(zhuǎn)子氣隙中建立起旋轉(zhuǎn)磁場，其轉(zhuǎn)速為: 式中f 電源頻率； p定子極對數(shù)。 即磁場的轉(zhuǎn)速正比于電源頻率，反比于定子的極對數(shù)； 磁場的旋轉(zhuǎn)方向取決于繞組電流的相序。60psfnrpm第4頁/共75頁 由于電磁感應(yīng)作用，閉合的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。 這個電流產(chǎn)生的磁場和定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而使轉(zhuǎn)子“跟著”定子磁場旋轉(zhuǎn)起來，其轉(zhuǎn)速為n。 n總

3、是低于ns（異步），否則就不會通過切割磁力線的作用在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 第5頁/共75頁永磁同步交流電機(jī)的工作原理 定子轉(zhuǎn)組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的機(jī)理與感應(yīng)電機(jī)是相同的。 其不同點(diǎn)是轉(zhuǎn)子為永磁體且n與ns相同（同步）。 兩個磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場可看作一對旋轉(zhuǎn)磁極吸引轉(zhuǎn)子的磁極隨其一起旋轉(zhuǎn)。 60rpmpsfnn第6頁/共75頁 要想實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，關(guān)鍵是力矩的控制。 在永磁直流電機(jī)中，T=KtI。I為直流，只要改變電流的大小就能改變力矩。 而交流電機(jī)中Fs是由三相交流電產(chǎn)生的，繞組中的電壓及電流是交流，是時變量，轉(zhuǎn)矩的控制要復(fù)雜得多。 能否找到一種方法使我們能夠象控制直流電

4、機(jī)那樣控制交流電機(jī)？ 20世紀(jì)70年代初發(fā)明了矢量控制技術(shù)，或稱磁場定向控制技術(shù)。 通過坐標(biāo)變換，把交流電機(jī)中交流電流的控制，變換成類似于直流電機(jī)中直流電流的控制，實(shí)現(xiàn)了力矩的控制，可以獲得和直流電機(jī)相似的高動態(tài)性能，從而使交流電機(jī)的控制技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。sin()rssrTFF第7頁/共75頁 2、磁場定向控制 永磁同步電機(jī)的定子中裝有三相對稱繞組a,b,c，它們在空間彼此相差120度，繞組中通以如下三相對稱電流： 即每個繞組中電流的幅值和相位都是隨時間變化的，且彼此在相位（與時間有關(guān)）上相差120度。mmmI sinI sin(120 )I sin(240 )abcititit0ab

5、ciii第8頁/共75頁 旋轉(zhuǎn)磁場是三相電流共同作用的結(jié)果，引入電流空間矢量的概念來描述這個作用。 在電機(jī)定子上與軸垂直的剖面上建立一靜止坐標(biāo)系（a,b,c)，其原點(diǎn)在軸心上，三相繞組的軸線分別在此坐標(biāo)系的a，b，c三個坐標(biāo)軸上。 每一相相電流幅值和極性隨時間按正弦規(guī)律變化?？捎每臻g矢量描述，方向始終在a,b,c坐標(biāo)系中各相的軸線上。 定義合成定子電流矢量為： 每一相相電流空間矢量幅值和極性的變化使得合成定子電流矢量形成旋轉(zhuǎn)磁場。1202402jjsabcabciii ei eiaia i1202402jjsabcabciii ei eiaia i第9頁/共75頁 定義了合成定子電流矢量后，則

6、定子繞組的總磁勢矢量為 N定子繞組線圈總匝數(shù) 要注意合成定子電流僅僅是為了描述方便引入的虛擬量。 注意區(qū)分電流矢量和電工學(xué)中分析正弦電路時所用到的相量。前者反映的是各個量的空間、時間關(guān)系，而后者描述的僅是時間關(guān)系。2()ssabcFNiN iaia i第10頁/共75頁 力矩控制 由電機(jī)統(tǒng)一理論，電機(jī)的力矩 大小可表示為 如果能保證Fr與Fs相互垂直，則因轉(zhuǎn)子磁勢Fr為常數(shù)，且 則 這與直流電機(jī)的力矩表達(dá)式是一樣的。sin()rssrTFFssFNit sTK i第11頁/共75頁 問題可歸結(jié)為：1.定子合成電流是一個時變量，如何把時變量轉(zhuǎn)換為時不變量？2.如何保證定子磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢相互垂直？

7、3.定子合成電流僅是一個虛擬的量，并不是真正的物理量，力矩的控制最后還是要落實(shí)到三相電流的控制上，如何實(shí)現(xiàn)這個轉(zhuǎn)換？第12頁/共75頁 為了解決上面提到的這些問題，設(shè)想建立一個以電源角頻率旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（d、q）。 從靜止坐標(biāo)系（a,b,c)上看，合成定子電流矢量在空間以電源角頻率旋轉(zhuǎn)從而形成旋轉(zhuǎn)磁場，是時變的。 從動坐標(biāo)系（d、q）上看，則合成定子電流矢量是靜止的，也即從時變量變成了時不變量，從交流量變成了直流量。第13頁/共75頁 通過坐標(biāo)變換把合成定子電流矢量從靜止坐標(biāo)系變換到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上。 在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中計算出實(shí)現(xiàn)力矩控制所需要的定子合成電流的數(shù)值； 然后將這個電流值再反變換到靜止坐

8、標(biāo)系中。 將虛擬的合成電流轉(zhuǎn)換成實(shí)際的繞組電流，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)力矩的控制。 坐標(biāo)變換是通過兩次變換實(shí)現(xiàn)的第14頁/共75頁Clarke變換 （a,b,c)是復(fù)數(shù)平面上的三相靜止坐標(biāo)系。 （,)是該平面上的兩相靜止坐標(biāo)系。 軸與a軸重合， 軸與a軸垂直。 定義在（a,b,c)坐標(biāo)系中的空間電流矢量可通過如下運(yùn)算變換到坐標(biāo)系（,）中：2sabciiaia i13cos120sin12022ajj 213cos240sin24022ajj 1133()2222sabcbciiiijii第15頁/共75頁1112233022abciiiii用矩陣可表示為1133()2222sabcbciiiijii第1

9、6頁/共75頁P(yáng)ark變換 定義一個以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的直角坐標(biāo)系 ，其轉(zhuǎn)角為 =t 在此坐標(biāo)系中電流矢量是一個靜止矢量，其分量id, iq也就成了非時變量（直流量）。 由幾何關(guān)系可得出空間矢量從（,)坐標(biāo)系到 （d,q)坐標(biāo)系的變換關(guān)系：cossinsincosdqiiiiii cossinsincosdqiiii第17頁/共75頁1112233022abciiiii 現(xiàn)在得到了從ia,ib,ic到id,iq的變換。求逆即是反變換。 式中，可由傳感器測量得到。 cossinsincosdqiiii 第18頁/共75頁 在（d,q)坐標(biāo)系中，合成定子電流是一個標(biāo)量，可表示為： 如果使is在q軸上（即讓

10、id=0)，使轉(zhuǎn)子磁極在d軸上，則， 即定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場相互垂直，此時電機(jī)的力矩為 在（d,q)坐標(biāo)系中，我們可象直流電機(jī)那樣，通過控制電流來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。22sdqiii2sr sin()rssrtqTFFKi 第19頁/共75頁 Id, iq并不是真實(shí)的物理量，電機(jī)力矩的控制最終還是定子繞組電流ia,ib,ic或定子繞組電壓ua,ub,uc實(shí)現(xiàn)， 因此，必須將虛擬量變換回這些真實(shí)的物理量，這可通過如上clarck、Park變換的逆變換實(shí)現(xiàn)。第20頁/共75頁 磁場定向控制的實(shí)現(xiàn)第21頁/共75頁 力矩的控制由力矩回路實(shí)現(xiàn)。 圖中電流傳感器測量出定子繞組電流ia,ib作為clarke變換

11、的輸入，ic可由三相電流對稱關(guān)系ia+ib+ic=0求出。 clarke變換的輸出i ,i ，與由編碼器測出的轉(zhuǎn)角作為park變換的輸入，其輸出id與iq作為電流反饋量與指令電流idref及iqref比較，產(chǎn)生的誤差在力矩回路中經(jīng)PI運(yùn)算后輸出電壓值ud,uq。 再經(jīng)逆park變換將這ud,uq變換成坐標(biāo)系中的電壓u ,u。 SVPWM算法將u ,u轉(zhuǎn)換成逆變器中六個功放管的開關(guān)控制信號以產(chǎn)生三相定子繞組電流。 速度的控制由速度回路實(shí)現(xiàn)。 速度指令（一般是位置回路的輸出）與由光電編碼器測量出的電機(jī)實(shí)際速度相比較，誤差在速度回路中經(jīng)PI運(yùn)算后作為力矩回路的指令值。第22頁/共75頁實(shí)現(xiàn)磁場定向控

12、制的程序流圖第23頁/共75頁（d,q)坐標(biāo)系的初始建立 如何使轉(zhuǎn)子磁場在d軸上，使定子磁場在q軸上? 1）首先使idref=0，iqref為一常量，在電流回路作用下，定子繞組電流建立的磁場將吸引轉(zhuǎn)子磁極與之對準(zhǔn)；第24頁/共75頁2）在Park變換和逆變換中將增加90 ，即合成定子電流矢量瞬間旋轉(zhuǎn)90 ，而轉(zhuǎn)子磁極在此瞬間仍停留在原來的位置，這相當(dāng)于(d,q)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)了90 ；3) 現(xiàn)在電流矢量被移動到q軸上，轉(zhuǎn)子磁極仍然在d軸上，即兩個磁極處于正交狀態(tài)；4）轉(zhuǎn)子趨于與定子磁勢對準(zhǔn)，一旦轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)，DSP根據(jù)編碼器測量出的新的轉(zhuǎn)子位置，通過矢量變換算法不斷更新電流矢量，以維持兩個磁場始終

13、處于正交狀態(tài)。第25頁/共75頁 3 交流永磁同步電機(jī)的PWM控制 PMSM驅(qū)動器的主回路一般采用交直交的結(jié)構(gòu)。第26頁/共75頁 IGBT （Insulated-gate Bipolar Transistor ） 由MOSFET和GTR復(fù)合而成，結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)。 功率晶體管的特點(diǎn)電流驅(qū)動，開關(guān)速度較低，所需驅(qū) 動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜。但集電極和發(fā)射極間的電壓基本不隨電壓升高而變化。 MOSFET的優(yōu)點(diǎn)電壓驅(qū)動，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小而且驅(qū)動電路簡單，但耐壓越高源極和漏極間的電阻越大。 第27頁/共75頁交流電機(jī)系統(tǒng)也普遍采用PWM的控制技術(shù)產(chǎn)生繞組電壓和電流。據(jù)統(tǒng)

14、計，已見著文獻(xiàn)的交流電機(jī)PWM控制方法有數(shù)十種之多，研究主要集中在如何實(shí)現(xiàn)高效率、低諧波、易實(shí)現(xiàn)等方面。常用的方法有三種： 正弦波脈寬調(diào)制（SPWM） 空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM） 電流跟蹤控制。第28頁/共75頁SPWM技術(shù)（Sinusodal Pulse Width Modulation）n用直流電壓信號去調(diào)制三角波信號，得到一個脈沖序列。n占空比由直流電壓幅值決定。第29頁/共75頁 用正弦波信號去調(diào)制三角波信號，會得到一個占空比按正弦規(guī)律變化的脈沖序列。 脈沖的頻率由三角波頻率決定，脈沖的占空比由電壓幅值決定。 脈沖序列可能包含各次諧波的頻譜成份，但其基波由調(diào)制波決定第30頁/共75

15、頁第31頁/共75頁aPWMucPWMu第32頁/共75頁第33頁/共75頁SVPWM（Space Vector PWM）技術(shù)交流電動機(jī)輸入三相正弦電流在電動機(jī)空間形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。SVPWM（Space Vector PWM）技術(shù)的基本思路就是把電機(jī)和逆變器看做一體，通過控制逆變器功率器件的開關(guān)模式及導(dǎo)通時間，產(chǎn)生有效電壓矢量來逼近圓形磁場軌跡的一種方法。這種方法利用電壓空間矢量直接生成三相PWM波，特別適用于DSP直接計算，且方法簡便?？梢宰C明：SVPWM比一般的SPWM直流電壓利用率提高15%。第34頁/共75頁合成電壓空間矢量 在電機(jī)定子上與軸垂直的剖面上建立一靜止坐標(biāo)系OABC,其原

16、點(diǎn)在軸心上，三相繞組的軸線分別在此坐標(biāo)系的A,B,C三個坐標(biāo)軸上。 每一相相電壓幅值和極性隨時間按正弦規(guī)律變化。可用空間矢量描述，方向始終在ABC坐標(biāo)系中各相的軸線上。 定義合成定子電壓矢量為： 電壓矢量是一個以電源角頻率速度旋轉(zhuǎn)的空間矢量。C0B0A0suuuu第35頁/共75頁合成磁鏈空間矢量 由定子電流和轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生的磁鏈。 同樣可以定義合成磁鏈空間矢量： 磁鏈?zhǔn)噶宽敹说倪\(yùn)動軌跡為磁鏈圓。sA0B0C0sm ejt第36頁/共75頁電壓矢量和磁鏈?zhǔn)噶康年P(guān)系 用合成空間矢量表示的定子電壓方程式為 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速不是很低時，定子電阻壓降在式中所占的成分很小，可忽略不計，則定子合成電壓與合成磁鏈

17、空間矢量的近似關(guān)系為 上式表明，當(dāng)磁鏈幅值一定時，Us的大小與ss的變化率成正比，其方向則與磁鏈?zhǔn)噶空?，即磁鏈圓的切線方向。t ddssu tRddssssIu第37頁/共75頁 當(dāng)磁鏈?zhǔn)噶吭诳臻g旋轉(zhuǎn)一周時，電壓矢量也連續(xù)地按磁鏈圓的切線方向運(yùn)動2弧度，其軌跡與磁鏈圓重合。 這樣，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的軌跡問題就可轉(zhuǎn)化為電壓空間矢量的運(yùn)動軌跡問題。 第38頁/共75頁 SVPWM是通過V、V計算出逆變器功率器件的導(dǎo)通時間，從而產(chǎn)生有效電壓矢量來逼近圓形磁場軌跡的一種方法。第39頁/共75頁逆變器中的電壓關(guān)系 逆變器上、下橋臂的開關(guān)器件在任一時刻導(dǎo)通關(guān)斷狀態(tài)正好相反，所以只用上橋臂的三個功率開關(guān)器件

18、來描述逆變器的工作狀態(tài)就足夠了。 如果把上橋臂功率開關(guān)器件的導(dǎo)通狀態(tài)用“1”表示，關(guān)斷用“0”表示，上橋臂三個功率開關(guān)器件的開關(guān)狀態(tài)共有八種組合。第40頁/共75頁123ONOAONOBONOCVVZiVVZiVVZi3ONOAOBOCVVVV1230iii相電壓和電壓源的關(guān)系第41頁/共75頁開關(guān)狀態(tài)下的電壓源第42頁/共75頁開關(guān)狀態(tài)下的相電壓 將開關(guān)狀態(tài)下的電壓源表中的值帶入相電壓表達(dá)式可得到開關(guān)狀態(tài)下的相電壓值第43頁/共75頁開關(guān)狀態(tài)下V、V的值 由Clarke變換可得到在（,)坐標(biāo)系中V、V的值。 由8個開關(guān)狀態(tài)得到（,)坐標(biāo)系中的8個基本電壓空間矢量。 其中兩個是空矢量，六個有效

19、矢量。 每個有效矢量的幅值都是2/3Vdc第44頁/共75頁 通過上述六個基本有效矢量把整個空間劃分成了六個扇區(qū)。 這樣的供電方式只能形成正六邊形的旋轉(zhuǎn)磁場，如果想獲得逼近圓形的旋轉(zhuǎn)磁場，就必須有更多的空間電壓矢量。 設(shè)想將每個扇區(qū)在分成若干小區(qū)間，在每個小區(qū)間都用相鄰的基本有效電壓矢量以及零矢量的線性時間組合來合成新的電壓矢量 通過改變基本矢量的作用時間，保證所合成的電壓空間矢量的幅值。 當(dāng)小區(qū)間足夠小時，電壓空間矢量的軌跡就是一個近似圓形的正多邊形 。第45頁/共75頁 用線性組合生成新的電壓空間矢量 以第一扇區(qū)為例第46頁/共75頁 知道了V,V的值，就求出了生成新的電壓矢量所需的基本電

20、壓矢量的作用時間。 T對應(yīng)于PWM周期。即每一個 T發(fā)出PWM電壓波形中的一個脈沖波。 在每個PWM周期，都按照上述方法用相鄰的基本有效電壓矢量，以及零矢量的線性組合來合成新的電壓矢量。 通過改變基本矢量的作用時間，保證所合成的電壓空間矢量的幅值都相等。 當(dāng)PWM周期足夠小時，電壓空間矢量的軌跡就是一個近似圓形的正多邊形。第47頁/共75頁 T 與 T4+ T 6 未必相等，其間隙時間可用零矢量V 7 或V 0 來填補(bǔ)。為了減少功率器件的開關(guān)次數(shù)，一般使 V 7和 V 0 各占一半時間，因此 以此類推，可計算出其它扇區(qū)電壓矢量所對應(yīng)的基本電壓矢量的作用時間。70461()2TTTtt第48頁/

21、共75頁七段式 SVPWM波形生成方案 對每一個SVPWM波的零矢量分割方法以及對相鄰非零矢量選擇不同，會產(chǎn)生多種SVPWM波形。 根據(jù)從一個矢量轉(zhuǎn)換到另一個矢量的過程中只有一個功率元件狀態(tài)發(fā)生變化的原則，確定如下七段式生成方案 ： 電壓空間矢量的作用序列由3段零矢量和4段相鄰的兩個非零矢量組成； 3段零矢量分別位于PWM波的開始、中間和結(jié)尾； 開關(guān)順序?yàn)椋?作用時間分別為 ：第49頁/共75頁 上例中，Vsref 由V4(100),V6(110),V0(000),V7(111)組合而成。即4種開關(guān)狀態(tài)。相應(yīng)的作用時間為T4,T6,T0,T7。 按照七段式生成方案 ，可選擇： V0(000),

22、V4(100),V6(110),V7(111) ,V6(110), V4(100), V0(000)。 作用時間為 T0/4, T4/2, T6/2, T7/2, T6/2, T4/2, T0/4。第50頁/共75頁第51頁/共75頁 根據(jù)七段式 SVPWM波形生成方案確定的各扇區(qū)的電壓空間矢量的作用序列如上表所示 正轉(zhuǎn)時，扇區(qū)的順序?yàn)椋?反轉(zhuǎn)時，扇區(qū)的順序?yàn)椤５?2頁/共75頁 a) 第扇區(qū) b) 第扇區(qū) 一個采樣周期內(nèi)的SVPWM波形 將PWM1、PWM3和PWM5進(jìn)行非運(yùn)算就可以生成PWM2、PWM4和PWM6。第53頁/共75頁4、PMSM驅(qū)動器的硬件結(jié)構(gòu) 不控整流橋三相逆變電路PMS

23、M光耦隔離HALL電流檢測光電編碼器控制電源上位機(jī)RS232外部存儲器QEP220VADC鍵盤控制DACSCIPWM產(chǎn)生模塊ADCIN0ADCIN1QEPAQEPBINDEX驅(qū)動電路SPILED顯示驅(qū)動器功率因數(shù)校正電路故障檢測電路EMIFJTAGPWM6PWM5PWM4PWM3PWM2PWM1CPU存儲器 TMS320LF2407A_PDPINT數(shù)據(jù)觀測PLLWD/RTII/O仿真器輸入濾波器DSP實(shí)現(xiàn)：矢量變換控制算法 PWM產(chǎn)生編碼器信號處理故障診斷第54頁/共75頁逆變器主回路 選用智能功率模塊IPM（Intelligent Power Moder） DSP輸出六路PWM信號經(jīng)光耦隔離

24、后驅(qū)動IPM工作第55頁/共75頁IPM-內(nèi)部功能第56頁/共75頁。IPM模塊內(nèi)部集成了六個IGBT作為功率開關(guān)元件，同時集成了驅(qū)動電路，并設(shè)計有過電壓、過電流、過熱、欠電壓等故障檢測保護(hù)電路。IPM芯片共有23個引腳，包括：六路PWM信號輸入；四組供電電源，為六個功率管提供驅(qū)動電壓；四個故障信號輸出；直流母線電壓輸入；三相電壓輸出。 DSP輸出的PWM信號在進(jìn)入IPM之前需用高速光耦進(jìn)行隔離。故障輸出端接低速光耦。這些故障信號經(jīng)邏輯電路處理后可直接封鎖開關(guān)脈沖，同時把DSP的引腳拉為低電平，觸發(fā)功率驅(qū)動保護(hù)中斷。IPM需要四路隔離的+15V供電，上三個橋臂各用一組，下三個橋臂共用一組。第5

25、7頁/共75頁IPM-保護(hù)功能 第58頁/共75頁IPM-外形第59頁/共75頁電流測量及采樣 矢量變換要求知道電機(jī)定子三相電流，實(shí)際檢測時只要檢測其中兩相即可，另外一相可以由計算得出。 電流檢測可采用霍耳傳感器實(shí)現(xiàn)。 霍耳傳感器檢測的電流經(jīng)放大電路處理后，送到DSP內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字量。 第60頁/共75頁霍爾效應(yīng) 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。第61頁/共75頁霍爾電流傳感器 電流Ip流過導(dǎo)體時產(chǎn)生磁場，該磁場通過聚磁環(huán)聚集感應(yīng)到霍爾器件上，使之有一電壓信號輸出。 控制電流Ic由信號處理電路提供。差動

26、放大器的輸出比例于電流Ip. 輸出與輸入是隔離的。第62頁/共75頁電平轉(zhuǎn)換電路 電流 -10A 0 10A 電壓 2.5V 0 -2.5V A/D輸入 0V 2.5V 5V 電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)從雙極性電流到單極性電壓的轉(zhuǎn)換。第63頁/共75頁角度正余弦值的獲得 第64頁/共75頁第65頁/共75頁一般商用PMSM驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)三種工作模式：位置方式，速度方式，力矩方式第66頁/共75頁驅(qū)動器的三種工作模式 交流伺服電機(jī)驅(qū)動器中一般都包含有位置回路，速度回路和力矩回路，但使用時可將驅(qū)動器、電機(jī)和運(yùn)動控制器結(jié)合起來組合成不同的工作模式，以滿足不同的應(yīng)用要求。 常見的工作模式有如下三類：位置方式，速度方式，力矩方式第67頁/共75頁位置方式這種模式下，位置回路、速度回路和力矩回路都在驅(qū)動器中執(zhí)行。驅(qū)動器接受運(yùn)動控制器送來的位置指令信號。以脈沖及方向指令信號形式為例：脈沖個數(shù)決定了電機(jī)的運(yùn)動位置；脈沖的頻率決定了電機(jī)的運(yùn)動速度；而方向信號電平的高低決定了電機(jī)的運(yùn)動方向這與步進(jìn)電機(jī)的控制有相似之外，但脈沖的頻率要高一些，以適應(yīng)伺服電機(jī)的高轉(zhuǎn)速。第68頁/共75頁速度方式 驅(qū)動器內(nèi)僅