一種伺服驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種伺服驅(qū)動(dòng)器，包括功率電路和控制電路；所述功率電路用于對(duì)外部輸入的電流進(jìn)行整流、逆變，以及為控制電路提供電源；所述控制電路用于對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行輸入調(diào)理，采樣；所述功率電路分別連接至伺服電機(jī)的功率端子UVW三個(gè)端子。通過改伺服驅(qū)動(dòng)器，既可以安裝并測(cè)試增量型編碼器也可以用于絕對(duì)值編碼器，只需要設(shè)置相應(yīng)的控制模式就可以，在安裝、和檢測(cè)不同類型的編碼器需要不同工裝和測(cè)試儀器，降低了對(duì)安裝和檢測(cè)人員的專業(yè)技能的要求，使用本實(shí)用新型提供的伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行編碼器安裝和檢測(cè)，操作步驟簡(jiǎn)單，工作效率較高，能夠方便地適應(yīng)多種類型編碼器的安裝、檢測(cè)和調(diào)試，能夠適應(yīng)大批量生產(chǎn)。
【專利說明】
一種伺服驅(qū)動(dòng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和編碼器領(lǐng)域，尤指一種用于電機(jī)編碼器安裝、檢測(cè)和調(diào)試的伺服驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于永磁交流伺服電機(jī)具有體積小、效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低等優(yōu)點(diǎn)，其在高精度、高可靠性、寬調(diào)速范圍的航空航天、數(shù)控加工、機(jī)器人等伺服領(lǐng)域的應(yīng)用占據(jù)主導(dǎo)地位。在這些伺服控制系統(tǒng)中，永磁交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行部件，主要依靠安裝的編碼器檢測(cè)速度和位置。在永磁交流伺服電機(jī)的矢量控制時(shí)，為了使dq軸解耦，需要永磁交流伺服電機(jī)定子繞組產(chǎn)生的電磁場(chǎng)始終正交于轉(zhuǎn)子永磁場(chǎng)，才能獲得最佳的出力效果。因此永磁交流伺服電機(jī)的編碼器及其裝配精度對(duì)伺服系統(tǒng)的控制精度有重要影響。
[0003]目前在電機(jī)上安裝的編碼器類型主要有增量型編碼器和絕對(duì)值編碼器。
[0004]增量型編碼器軸的每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，輸出一定數(shù)量的脈沖。通過周期性的測(cè)量或者單位時(shí)間內(nèi)的脈沖計(jì)數(shù)可以測(cè)量電機(jī)的速度和位置。增量型編碼器輸出信號(hào)包括A、B兩相相差90度的信號(hào)，可通過判斷A相在前還是B相在前，來判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位，U、V和W信號(hào)，用于在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)刻確定電機(jī)的電矢量角，每轉(zhuǎn)輸出U、V和W信號(hào)的個(gè)數(shù)與電機(jī)的極對(duì)數(shù)相關(guān)。增量型編碼器的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長(zhǎng)距離傳輸。其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息。
[0005]絕對(duì)值編碼器由機(jī)械位置確定編碼，為每一個(gè)軸的位置提供一個(gè)獨(dú)一無二的編碼數(shù)字值。絕對(duì)編碼器一般采用串行通訊的方式與驅(qū)動(dòng)器對(duì)接。絕對(duì)值編碼器的優(yōu)點(diǎn)有I)在一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)對(duì)不同的角度有不同的編碼，因此編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是唯一的；2)在掉電時(shí)編碼器的位置不會(huì)改變，上電后立即可以取得當(dāng)前位置數(shù)據(jù)。
[0006]對(duì)于增量型編碼器，目前常用的電機(jī)碼盤零位檢測(cè)方法是人工利用示波器觀測(cè)法。由于電機(jī)磁場(chǎng)方向的測(cè)量較難實(shí)現(xiàn)，因此廣泛采用的方法是測(cè)量電機(jī)反電勢(shì)與編碼器輸出信號(hào)的相位關(guān)系。具體方法是:一般電動(dòng)機(jī)的引出線是三條，沒有中點(diǎn)，通過制造出一個(gè)人工中點(diǎn)G來進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合圖1所示，為電阻網(wǎng)絡(luò)示意圖，如圖1所示，在電機(jī)UVW三相的外面接三個(gè)電阻，分別為3個(gè)阻值相等的電阻，然后將三個(gè)電阻的另一端短接，此短接點(diǎn)就是人工中點(diǎn))，制造出一個(gè)人工中點(diǎn)G。并將人工中點(diǎn)G與編碼器的信號(hào)地(OV)短接。
[0007]示波器探頭地接在人工中點(diǎn)G，示波器I通道接電動(dòng)機(jī)引出線U相，示波器2通道接編碼器信號(hào)+U，轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，面向電機(jī)軸看是逆時(shí)針(CCW)，觀測(cè)電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)U相信號(hào)和編碼器的+U信號(hào)的關(guān)系，編碼器相位關(guān)系如圖2所示。
[0008]為了檢測(cè)編碼器的好壞，需將驅(qū)動(dòng)器連接至編碼器，驅(qū)動(dòng)器輸入預(yù)定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并判斷編碼器輸出的對(duì)應(yīng)的各個(gè)輸出信號(hào)是否正常，對(duì)于正常的編碼器信號(hào)來說，各信號(hào)均有高、低變化，例如，A+，A-，B+和B-頻率較高，U+，U-，V+，V-，W+和W-信號(hào)頻率較低，Z+和Z-每轉(zhuǎn)有一個(gè)脈沖，各信號(hào)高電平為5V，低電平為0V，如果各個(gè)信號(hào)符合上述關(guān)系，則說明編碼器安裝正常，如果各個(gè)信號(hào)不符合上述關(guān)系，則說明編碼器安裝錯(cuò)誤。
[0009]上述編碼器檢測(cè)方法的缺點(diǎn)是:一、操作步驟繁瑣，工作效率不高，不能適應(yīng)大批量生產(chǎn);二、一般的驅(qū)動(dòng)器大多只能支持某一類型的編碼器，不能實(shí)現(xiàn)通用化;三、對(duì)工人專業(yè)技能要求高。
[0010]對(duì)于絕對(duì)值型編碼器，零位確定方法一般是給電機(jī)某一確定電矢量角的控制信號(hào)，把電機(jī)的轉(zhuǎn)子固定在確切的位置，此時(shí)讀取編碼器的位置，就可以根據(jù)電矢量角，編碼器讀值確定零位位置。
[0011]以上安裝，檢測(cè)不同類型的編碼器需要不同工裝和測(cè)試儀器，因此給生產(chǎn)帶來很大的不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提出了一種伺服驅(qū)動(dòng)器，用于電機(jī)編碼器安裝、檢測(cè)和調(diào)試。
[0013]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種伺服驅(qū)動(dòng)器，用于電機(jī)編碼器的安裝，檢測(cè)和調(diào)試，所述伺服驅(qū)動(dòng)器包括:
[0014]功率電路和控制電路;所述功率電路用于對(duì)外部輸入的電流進(jìn)行整流、逆變，以及為控制電路提供電源；
[0015]所述控制電路用于對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行輸入調(diào)理，采樣；
[0016]所述功率電路中設(shè)置有功率U端、功率V端、和功率W端，分別用于連接至伺服電機(jī)的功率端子UVW三個(gè)端子；
[0017]所述控制電路中設(shè)置有第二通信接口，第二通信接口連接至伺服電機(jī)編碼器的輸出線。
[0018]優(yōu)選地，所述伺服驅(qū)動(dòng)器還包括工作模式輸入接口，用于接收安裝模式設(shè)置信號(hào)或檢測(cè)模式設(shè)置信號(hào);所述功率電路還包括第一驅(qū)動(dòng)模塊和第二驅(qū)動(dòng)模塊，
[0019]在接收到安裝模式設(shè)置信號(hào)的情況下，第一驅(qū)動(dòng)模塊輸出O矢量角電壓矢量；
[0020]在接收到檢測(cè)模式設(shè)置信號(hào)的情況下，第二驅(qū)動(dòng)模塊輸出以開環(huán)的方式控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制信號(hào)。
[0021 ]優(yōu)選地，所述控制電路還包括第一通信接口和DSP單元；
[0022]所述DSP單元包括輸入輸出模塊、編碼器采樣模塊、相電流采樣模塊、；其中，
[0023]所述輸入輸出模塊連接至所述第一通信接口，通過所述第一通信接口，接收伺服使能信號(hào)，控制模式選擇，報(bào)警清除信號(hào)等控制信號(hào)的輸入；
[0024]所述編碼器采樣模塊連接至所述第二通信接口，用于采樣編碼器信號(hào)，對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行解析處理；
[0025]所述相電流采樣模塊連接至功率U端和功率W端，用于執(zhí)行電機(jī)U相和W相相電流的調(diào)理，通過調(diào)理的信號(hào)輸入DSP的輸入輸出模塊，輸出電機(jī)控制信號(hào)。
[0026]優(yōu)選地，所述DSP單元還包括:接觸器驅(qū)動(dòng)模塊、直流母線電壓測(cè)量模塊、柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)模塊，和控制模塊;其中，
[0027]所述接觸器驅(qū)動(dòng)模塊和直流母線電壓測(cè)量模塊，用于輸出驅(qū)動(dòng)器母線電壓控制信號(hào)；
[0028]所述柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)模塊，用于輸出電壓逆變驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)，輸出功率管驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制信號(hào)，以及功率模塊保護(hù)信號(hào)；
[0029]所述控制模塊實(shí)現(xiàn)編碼器信號(hào)采樣，解析，電機(jī)PID控制，輸入信號(hào)有編碼器反饋信號(hào)，電機(jī)U相電流和W相電流信號(hào)，輸出PffM控制信號(hào)。
[0030]優(yōu)選地，所述編碼器采樣模塊包括增量編碼器信號(hào)輸入電路；
[0031 ]所述增量編碼器信號(hào)輸入電路包括AIN輸入端、BIN輸入端和ZIN輸入端。
[0032]優(yōu)選地，所述編碼器采樣還包括絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路；
[0033]所述絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路包括48OTI輸入端、485SC輸入端和485R0輸出端。
[0034]優(yōu)選地，所述DSP單元還包括上位機(jī)通信模塊、所述上位機(jī)通信模塊用于連接至上位機(jī)，用于對(duì)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置。
[0035]優(yōu)選地，所述DSP單元還包括鍵盤及顯示驅(qū)動(dòng)模塊；
[0036]所述鍵盤及顯示驅(qū)動(dòng)模塊連接至按鍵輸入單元、以及連接至顯示單元。
[0037]優(yōu)選地，所述增量編碼器信號(hào)接收子模塊包括芯片26LS32。
[0038]優(yōu)選地，所述絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路包括芯片MAX485。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括:伺服驅(qū)動(dòng)器包括功率電路和控制電路;所述功率電路用于對(duì)外部輸入的電流進(jìn)行整流、逆變，以及為控制電路提供電源;所述控制電路用于對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行輸入調(diào)理，采樣；所述功率電路中設(shè)置有功率U端、功率V端、和功率W端，分別用于連接至伺服電機(jī)的功率端子UVW三個(gè)端子;所述控制電路中設(shè)置有第二通信接口，第二通信接口連接至伺服電機(jī)編碼器的輸出線。通過本發(fā)明的方案，在使用本實(shí)用新型提供的伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行編碼器安裝和檢測(cè)時(shí)，既可以安裝并測(cè)試增量型編碼器也可以用于絕對(duì)值編碼器，只需要設(shè)置相應(yīng)的控制模式就可以，在安裝、和檢測(cè)不同類型的編碼器需要不同工裝和測(cè)試儀器，降低了對(duì)安裝和檢測(cè)人員的專業(yè)技能的要求，使用本實(shí)用新型提供的伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行編碼器安裝和檢測(cè)，操作步驟簡(jiǎn)單，工作效率較高，能夠方便地適應(yīng)多種類型編碼器的安裝、檢測(cè)和調(diào)試，能夠適應(yīng)大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0040]下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖進(jìn)行說明，實(shí)施例中的附圖是用于對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，與說明書一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
[0041 ]圖1為電阻網(wǎng)絡(luò)不意圖；
[0042]圖2為編碼器相位關(guān)系示意圖；
[0043]圖3A和圖3B為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)器的框圖示意圖；
[0044]圖4A為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖4B為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率電路100的電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0046]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的增量編碼器信號(hào)輸入電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的相電流采樣模塊23的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的直流母線電壓測(cè)量模塊25的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)模塊27的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，并不能用來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的各種方式可以相互組合。
[0052]參見圖3A，本實(shí)用新型提出了一種驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器包括:功率電路100和控制電路200;
[0053]所述功率電路100用于對(duì)外部輸入的電流進(jìn)行整流、逆變，以及為控制電路200提供電源、以及輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0054]所述控制電路200用于對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行輸入調(diào)理，采樣；
[0055]所述功率電路中設(shè)置有功率U端、功率V端、和功率W端，分別用于連接至伺服電機(jī)的功率端子UVW三個(gè)端子；
[0056]所述控制電路中設(shè)置有CN3接口，CN3接口連接至伺服電機(jī)的編碼器輸出線。本示例中，第二通信接口以CN3接口為例進(jìn)行了說明，第一通信接口以CN2接口為例進(jìn)行了說明。
[0057]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)器還包括工作模式輸入接口，用于接收控制模式信號(hào)，控制模式信號(hào)包括安裝模式設(shè)置信號(hào)和檢測(cè)模式設(shè)置信號(hào);所述功率電路還包括第一驅(qū)動(dòng)模塊和第二驅(qū)動(dòng)模塊;其中，在接收到安裝模式設(shè)置信號(hào)的情況下，第一驅(qū)動(dòng)模塊輸出O矢量角電壓矢量;在接收到檢測(cè)模式設(shè)置信號(hào)的情況下，第二驅(qū)動(dòng)模塊輸出以開環(huán)的方式控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制信號(hào)。在對(duì)編碼器進(jìn)行安裝的時(shí)候，向驅(qū)動(dòng)器提供安裝模式設(shè)置信號(hào)，在對(duì)編碼器進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，向驅(qū)動(dòng)器提供檢測(cè)模式設(shè)置信號(hào)。
[0058]其中，可以將安裝模式設(shè)置信號(hào)和檢測(cè)模式設(shè)置信號(hào)分別設(shè)置為高電平或者低電平的信號(hào)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器中所接收的控制模式信號(hào)為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)器工作在安裝模式，安裝模式用于編碼器的初次安裝，驅(qū)動(dòng)器工作在安裝模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)器固定輸出O矢量角電壓矢量，此時(shí)電機(jī)鎖軸，工人可進(jìn)行編碼器的安裝。
[0059]當(dāng)驅(qū)動(dòng)器中的接收的控制模式信號(hào)為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)器工作在檢測(cè)模式，檢測(cè)模式用于編碼器的檢測(cè)，驅(qū)動(dòng)器工作在檢測(cè)模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)器以開環(huán)的方式控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并記錄電機(jī)編碼器A信號(hào)和B信號(hào)的個(gè)數(shù)，并判斷A信號(hào)和B信號(hào)的相位關(guān)系，同時(shí)采集編碼器U，V和W信號(hào)，并判斷相位關(guān)系，并比較電機(jī)編碼器Z信號(hào)的位置與電機(jī)相電流過零點(diǎn)的關(guān)系。
[0060]參見圖3B為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)器的框圖結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3B所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)器還包括控制電路CN2接口和DSP單元；
[0061 ]所述DSP單元包括輸入輸出模塊21、編碼器采樣模塊22、相電流采樣模塊23、接觸器驅(qū)動(dòng)模塊24、直流母線電壓測(cè)量模塊25、柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)模塊27，和控制模塊28;其中，
[0062]所述輸入輸出模塊21連接至所述CN2接口；通過CN2接口，可以接收伺服使能信號(hào)，控制模式信號(hào)，報(bào)警清除信號(hào)等控制信號(hào)的輸入，輸入輸出模塊21對(duì)不同的控制信號(hào)進(jìn)行處理。其中，控制模式信號(hào)用于將編碼器驅(qū)動(dòng)器的工作模式設(shè)置為安裝模式和檢測(cè)模式。伺服使能信號(hào)用于使能驅(qū)動(dòng)器和報(bào)警清除信號(hào)用于當(dāng)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生報(bào)警時(shí)，清除報(bào)警。工作模式輸入接口可以設(shè)置為連接至輸入輸出模塊21，通過輸入輸出模塊21接收控制模式信號(hào)。
[0063]所述編碼器采樣模塊22連接至所述CN3接口；用于電機(jī)編碼器信號(hào)的調(diào)理、整形和采集，輸入DSP后，由DSP對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行解析處理。
[0064]所述相電流采樣模塊23連接至功率U端和功率W端，用于電機(jī)U相和W相相電流的調(diào)理，通過調(diào)理的信號(hào)輸入DSP的AD(模數(shù)轉(zhuǎn)換)模塊，完成對(duì)電機(jī)的控制。
[0065]所述接觸器驅(qū)動(dòng)模塊24和直流母線電壓測(cè)量模塊25，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器母線電壓的控制。
[0066]所述柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)模塊26，實(shí)現(xiàn)電壓逆變驅(qū)動(dòng)，控制功率管驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對(duì)功率模塊進(jìn)行保護(hù)。
[0067]所述控制模塊28實(shí)現(xiàn)編碼器信號(hào)采樣，解析，電機(jī)PID控制，輸入信號(hào)有編碼器反饋信號(hào)，電機(jī)U相電流和W相電流信號(hào)，輸出PffM控制信號(hào)。
[0068]參見圖4A，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖4B，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率電路100的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0069]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述編碼器采樣模塊22包括增量編碼器信號(hào)輸入電路221;參見圖5，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的增量編碼器信號(hào)輸入電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，所述增量編碼器信號(hào)接收子模塊包括AIN輸入端、BIN輸入端和ZIN輸入端。其中，AIN輸入端在編碼器安裝過程中連接至編碼器輸出信號(hào)A端子、BIN輸入端在編碼器安裝過程中連接至編碼器輸出信號(hào)Z端子，ZIN輸入端在編碼器安裝過程中連接至編碼器輸出信號(hào)A端子。
[0070]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述編碼器采樣22還包括絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路222;參見圖6，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，所述絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路包括485DI輸入端、485SC輸入端和485R0輸出端。485DI輸入端、485SC輸入端和485R0輸出端與編碼器采樣模塊22連接。
[0071 ]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述DSP單元還包括上位機(jī)通信模塊29、和鍵盤及顯示驅(qū)動(dòng)模塊27;
[0072]所述上位機(jī)通信模塊29用于連接至上位機(jī)；
[0073]所述鍵盤及顯示驅(qū)動(dòng)模塊用27于連接至按鍵輸入單元(圖中未示出)、以及連接至顯示單元(圖中未示出)。
[0074]參見圖7，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的相電流采樣模塊23的電路結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖8，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的直流母線電壓測(cè)量模塊25的電路結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖9，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)模塊27的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0075]下面結(jié)合具體的實(shí)施場(chǎng)景進(jìn)行說明。
[0076]首先對(duì)增量型編碼器安裝過程進(jìn)行說明，該安裝過程包括:
[0077]步驟11、連接電機(jī)的動(dòng)力線UVW與驅(qū)動(dòng)器的功率電路中的功率UVW端子；功率電路通過UVW端子為電機(jī)提供電流。
[0078]步驟12、連接電機(jī)的編碼器線與驅(qū)動(dòng)器CN3接口的增量編碼器信號(hào)接收子模塊221，用于電機(jī)編碼器信號(hào)的調(diào)理、整形和采集，輸入DSP的編碼器采樣模塊后，由DSP對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行解析處理。
[0079]步驟13、設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的工作模式為編碼器安裝模式，即把輸入輸出模塊21的控制模式信號(hào)置位高電平；
[0080]步驟14、使能驅(qū)動(dòng)器，給電機(jī)通O度矢量角的電壓矢量，則電機(jī)轉(zhuǎn)子被固定在電矢量角為零的位置，此時(shí)固定編碼器定子，轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)子，則驅(qū)動(dòng)器顯示編碼器零位Z信號(hào)的位置，當(dāng)顯示為O時(shí)，則表示編碼器零位Z信號(hào)與電機(jī)反電勢(shì)過零點(diǎn)重合，安裝完成。
[0081]在增量型編碼器安裝過程完成之后，可以對(duì)安裝的增量型編碼器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括:
[0082]步驟21、檢測(cè)電機(jī)編碼器A，B信號(hào)的相位關(guān)系；
[0083]步驟22、檢測(cè)電機(jī)編碼器U，V和W信號(hào)的相位關(guān)系；
[0084]步驟23、檢測(cè)電機(jī)編碼器Z信號(hào)的位置；
[0085]步驟24、檢測(cè)電機(jī)編碼器的線數(shù)；
[0086]步驟25、檢測(cè)電機(jī)編碼器的極對(duì)數(shù)。
[0087]此外，也可以對(duì)現(xiàn)有的增量型編碼器進(jìn)行檢測(cè)，下面對(duì)增量型編碼器檢測(cè)過程進(jìn)行說明，該檢測(cè)過程包括:
[0088]步驟31、連接電機(jī)的動(dòng)力線UVW與驅(qū)動(dòng)器的功率電路中的功率UVW端子；功率電路通過UVW端子為電機(jī)提供電流。
[0089]步驟32、連接電機(jī)的編碼器線與驅(qū)動(dòng)器CN3接口的增量編碼器信號(hào)接收子模塊221，用于電機(jī)編碼器信號(hào)的調(diào)理、整形和采集，輸入DSP的編碼器采樣模塊后，由DSP對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行解析處理。
[0090]步驟33、設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的工作模式為編碼器檢測(cè)模式，即把輸入輸出模塊21的控制模式信號(hào)置位低電平；
[0091]步驟34、使能驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器以開環(huán)的方式控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并記錄電機(jī)編碼器A信號(hào)和B信號(hào)的個(gè)數(shù)，并判斷A信號(hào)和B信號(hào)的相位關(guān)系，同時(shí)采集編碼器U，V和W信號(hào)，并判斷相位關(guān)系，并比較電機(jī)編碼器Z信號(hào)的位置與電機(jī)相電流過零點(diǎn)的關(guān)系。
[0092]下面對(duì)絕對(duì)值編碼器安裝過程進(jìn)行說明，該安裝過程包括:
[0093]步驟41、連接電機(jī)的動(dòng)力線UVW與驅(qū)動(dòng)器的功率電路中的功率UVW端子；功率電路通過UVW端子為電機(jī)提供電流。
[0094]步驟42、連接電機(jī)的編碼器線與驅(qū)動(dòng)器CN3接口的絕對(duì)值編碼器信號(hào)接收子模塊222，用于電機(jī)編碼器信號(hào)的調(diào)理、整形和采集，輸入DSP的編碼器采樣模塊后，由DSP對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行解析處理。
[0095]步驟43、設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的工作模式為編碼器安裝模式，即把輸入輸出模塊21的控制模式信號(hào)置位高電平；
[0096]步驟44、使能驅(qū)動(dòng)器，給電機(jī)通O度矢量角的電壓矢量，則電機(jī)轉(zhuǎn)子被固定在電矢量角為零的位置，此時(shí)固定編碼器定子，轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)子，則驅(qū)動(dòng)器顯示編碼器當(dāng)前的反饋位置，當(dāng)顯示為O時(shí)，則表示編碼器零位信號(hào)與電機(jī)反電勢(shì)過零點(diǎn)重合，安裝完成。
[0097]下面對(duì)絕對(duì)值編碼器檢測(cè)過程進(jìn)行說明，該檢測(cè)過程包括:
[0098]步驟51、連接電機(jī)的動(dòng)力線UVW與驅(qū)動(dòng)器的功率電路中的功率UVW端子；功率電路通過UVW端子為電機(jī)提供電流。
[0099]步驟52、連接電機(jī)的編碼器線與驅(qū)動(dòng)器CN3接口的絕對(duì)值編碼器信號(hào)接收子模塊222，用于電機(jī)編碼器信號(hào)的調(diào)理、整形和采集，輸入DSP的編碼器采樣模塊后，由DSP對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行解析處理。
[0100]步驟53、設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的工作模式為編碼器檢測(cè)模式，即把輸入輸出模塊21的控制模式信號(hào)置位低電平；
[0101]步驟54、使能驅(qū)動(dòng)器，給電機(jī)通O度矢量角的電壓矢量，則電機(jī)轉(zhuǎn)子被固定在電矢量角為零的位置，此時(shí)讀取編碼器的反饋位置值，并存儲(chǔ)到編碼器內(nèi)部的Rom中，則檢測(cè)完畢。以后在使用過程中，在驅(qū)動(dòng)器上電初始化時(shí)，讀取編碼器內(nèi)部Rom中的偏移量，在計(jì)算電矢量角時(shí)，使用的是讀取的當(dāng)前編碼器的反饋位置值與偏移量的代數(shù)和。
[0102]需要說明的是，以上所述的實(shí)施例僅是為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解而已，并不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，在不脫離本實(shí)用新型的實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型所做出的任何顯而易見的替換和改進(jìn)等均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種伺服驅(qū)動(dòng)器，用于電機(jī)編碼器的安裝，檢測(cè)和調(diào)試，其特征在于，所述伺服驅(qū)動(dòng)器包括: 功率電路和控制電路;所述功率電路用于對(duì)外部輸入的電流進(jìn)行整流、逆變，以及為控制電路提供電源； 所述控制電路用于對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行輸入調(diào)理，采樣； 所述功率電路中設(shè)置有功率U端、功率V端、和功率W端，分別用于連接至伺服電機(jī)的功率端子UVW三個(gè)端子； 所述控制電路中設(shè)置有第二通信接口，第二通信接口連接至伺服電機(jī)編碼器的輸出線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述伺服驅(qū)動(dòng)器還包括工作模式輸入接口，用于接收安裝模式設(shè)置信號(hào)或檢測(cè)模式設(shè)置信號(hào);所述功率電路還包括第一驅(qū)動(dòng)模塊和第二驅(qū)動(dòng)模塊， 在接收到安裝模式設(shè)置信號(hào)的情況下，第一驅(qū)動(dòng)模塊輸出O矢量角電壓矢量； 在接收到檢測(cè)模式設(shè)置信號(hào)的情況下，第二驅(qū)動(dòng)模塊輸出以開環(huán)的方式控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述控制電路還包括第一通信接口和DSP單元； 所述DSP單元包括輸入輸出模塊、編碼器采樣模塊、相電流采樣模塊;其中， 所述輸入輸出模塊連接至所述第一通信接口，通過所述第一通信接口，接收伺服使能信號(hào)，控制模式選擇，報(bào)警清除信號(hào)的輸入； 所述編碼器采樣模塊連接至所述第二通信接口，用于采樣編碼器信號(hào)，對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行解析處理； 所述相電流采樣模塊連接至功率U端和功率W端，用于執(zhí)行電機(jī)U相和W相相電流的調(diào)理，通過調(diào)理的信號(hào)輸入DSP的輸入輸出模塊，輸出電機(jī)控制信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述DSP單元還包括:接觸器驅(qū)動(dòng)模塊、直流母線電壓測(cè)量模塊、柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)模塊，和控制模塊;其中， 所述接觸器驅(qū)動(dòng)模塊和直流母線電壓測(cè)量模塊，用于輸出驅(qū)動(dòng)器母線電壓控制信號(hào)；所述柵極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)模塊，用于輸出電壓逆變驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)，輸出功率管驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制信號(hào)，以及功率模塊保護(hù)信號(hào)； 所述控制模塊實(shí)現(xiàn)編碼器信號(hào)采樣，解析，電機(jī)PID控制，輸入信號(hào)有編碼器反饋信號(hào)，電機(jī)U相電流和W相電流信號(hào)，輸出PffM控制信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于， 所述編碼器采樣模塊包括增量編碼器信號(hào)輸入電路； 所述增量編碼器信號(hào)輸入電路包括AIN輸入端、BIN輸入端和ZIN輸入端。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述編碼器采樣還包括絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路； 所述絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路包括48OTI輸入端、485SC輸入端和485R0輸出端。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述DSP單元還包括上位機(jī)通信模塊、所述上位機(jī)通信模塊用于連接至上位機(jī)，用于對(duì)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述DSP單元還包括鍵盤及顯示驅(qū)動(dòng)豐吳塊； 所述鍵盤及顯示驅(qū)動(dòng)模塊連接至按鍵輸入單元、以及連接至顯示單元。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述增量編碼器信號(hào)接收子模塊包括芯片26LS32。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸入電路包括芯片MAX485。
【文檔編號(hào)】H02P27/04GK205490286SQ201521047027
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日
【發(fā)明人】劉相術(shù), 葉林忠, 劉春燕, 王岱榮, 姚宏
【申請(qǐng)人】北京和利時(shí)電機(jī)技術(shù)有限公司