專利名稱：全數字雙電機交流伺服驅動器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于交流伺服驅動裝置技術領域，涉及一種全數字雙電機交流伺服驅動器。
背景技術：
交流伺服技術是研究開發各種先進的機電一體化設備，如工業機器人、數控機床、 加工中心等的關鍵性技術。傳統的電氣控制系統多采用單一電機實現單軸控制，但是電機的輸出轉矩有一定的限制，當傳動系統需要較大的驅動功率時，必須特制功率與之相匹配的驅動電機和驅動器，使得系統的成本上升，而且過大的輸出功率的電機受到制造工藝和電機性能的影響，大功率的驅動器的研制也會受到半導體功率器件的限制。
發明內容本實用型針對現有技術的不足，提供了一種全數字雙電機交流伺服驅動器。本實用新型的設計思想采用雙模塊結構控制模塊和功率模塊。控制模塊的主要負責整個系統的控制和具體的算法實現，電壓、電流和速度檢測、數據顯示以及人機交互等功能，并對功率模塊的故障信號進行處理。功率模塊主要包括以IPM為核心的交-直-交主電路，輔助電源系統以及驅動電路部分和軟啟動環節。本實用新型解決上述技術問題所采取的技術方案如下全數字雙電機交流伺服驅動器，包括DSP芯片TMS320F2808、兩個光耦、兩個電流調理電路、兩個故障信號調理電路、三相整流環節、濾波環節、兩個IPM智能功率模塊、上位機和控制面板。上位機通過以太網接口與DSP芯片連接，控制面板通過I/O 口與DSP芯片連接， DSP芯片輸出的PWM脈沖控制信號經過光耦隔離放大后輸入至對應的IPM智能功率模塊(一個光耦輸出對應一個IPM智能功率模塊)，電流調理電路的輸入接IPM智能功率模塊的輸出，電流調理電路的輸出接DSP芯片A/D采樣口，故障信號調理電路的輸入接IPM智能功率模塊的輸出，故障信號調理電路的輸出接DSP芯片PDPINTA 口 ；外接的電源經三相整流環節、濾波環節后為兩個IPM智能功率模塊提供電源。本實用新型可將兩塊IPM模塊集成在一塊功率模塊上，大大節省了驅動器的體積、成本，并且成功克服了雙電機XY軸聯動控制過程中存在的雙電機同步工作的問題。
圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型實施例示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明，應指出的是，所描述的實施例旨在便于對本實用新型的理解，而對其不起任何限定作用。如圖1所示，上位機4和控制面板5均與控制模塊1連接，控制面板5可以設置位置信號脈沖，速度模擬信號，數字邏輯信號等，還可以對控制系統進行鍵盤操作。上位機4 通過以太網通訊接口用于網絡參數設定，程序更新，操作監控功能。控制模塊1的輸出接功率模塊2，功率模塊2的輸出接兩個電機3、7，電機轉速信息由光電編碼器6、8反饋至控制模塊1。如圖2所示，控制模塊主要由DSP芯片TMS320F2808、光耦以及電流調理電路，故障信號調理電路組成。功率模塊由三相整流環節、濾波環節、兩個IPM智能功率模塊構成。 三相整流環節采用SKBPC3510，SKBPC3510為35A三相五腳整流橋。IPM智能功率模塊采用 PS21767,該IPM智能模塊中封裝了 6個IGBT，模塊內部也集成了對各個IGBT的驅動及保護電路。DSP芯片TMS320F2808輸出的PWM脈沖控制信號連接有兩個完全相同的光耦，每個光耦外接IPM智能功率模塊，每個IPM智能功率模塊對應驅動一個電機PMSM，在電機上裝有光電編碼盤(光電編碼器的一種)，光電編碼盤用來進行轉速檢測，它由5V供電，有A、B、Z 三路輸出，A、B相用于測速，A、B相經過高速光耦隔離接到DSP的QEP引腳，通過對脈沖數的計數即可計算電機的轉速，構成電機的速度閉環控制。控制模塊的數字信號處理器TMS320F2808產生12路PWM脈沖控制信號，經光耦隔離放大以后輸入到功率模塊的IPM智能功率模塊的控制引腳，分別控制三相逆變橋上、下橋臂的導通與關斷。IPM智能功率模塊內部集成了過壓、過流、過熱等報警檢測功能，當IPM 出現故障時就會發出故障信號，并將故障信號送至控制模塊PDPINTA 口作為中斷信號，從而對整個系統進行保護。IPM智能功率模塊輸出的電流信號經過轉換、電平偏移放大后送入 DSP的AD端口，構成了電機的電流閉環控制。
權利要求1.全數字雙電機交流伺服驅動器，包括DSP芯片TMS320F2808、兩個光耦、兩個電流調理電路、兩個故障信號調理電路、三相整流環節、濾波環節、兩個IPM智能功率模塊、上位機和控制面板，其特征在于上位機通過以太網接口與DSP芯片連接，控制面板通過I/O 口與DSP芯片連接，DSP芯片輸出的PWM脈沖控制信號經過光耦隔離放大后輸入至對應的IPM智能功率模塊，電流調理電路的輸入接IPM智能功率模塊的輸出，電流調理電路的輸出接DSP芯片A/D采樣口，故障信號調理電路的輸入接IPM智能功率模塊的輸出，故障信號調理電路的輸出接DSP芯片 PDPINTA 口 ；外接的電源經三相整流環節、濾波環節后為兩個IPM智能功率模塊提供電源。
專利摘要本實用新型涉及一種全數字雙電機交流伺服驅動器。現有伺服驅動器只能實現單一的電機控制。本實用新型中的上位機通過以太網接口與DSP芯片連接，控制面板通過I/O口與DSP芯片連接，DSP芯片輸出的PWM脈沖控制信號經過光耦隔離放大后輸入至對應的IPM智能功率模塊，電流調理電路的輸入接IPM智能功率模塊的輸出，其輸出接DSP芯片A/D采樣口；故障信號調理電路的輸入接IPM智能功率模塊的輸出，其輸出接DSP芯片PDPINTA口；外接的電源經三相整流環節、濾波環節后為兩個IPM智能功率模塊提供電源。本實用新型節省了驅動器的體積、成本，并且克服了雙電機XY軸聯動控制過程中存在的雙電機同步工作的問題。
文檔編號H02P5/74GK202085117SQ201120209170
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月21日 優先權日2011年6月21日
發明者劉棟良, 張遙, 武瑞斌, 鄭謝輝 申請人:杭州電子科技大學