雙電機永磁交流伺服系統的製作方法
2023-06-14 20:51:36 1
雙電機永磁交流伺服系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種雙電機永磁交流伺服系統，包含伺服驅動器控制器系統、第一交流伺服電機和第二交流伺服電機；所述伺服驅動器控制器系統由MCU模塊、功能電路模塊和保護電路模塊組成；所述伺服驅動器控制器系統包括有單刀雙擲開關，所述雙電機永磁交流伺服系統在停電時候從普通電源的接線口2切換至有同步保存電機控制信息的UPS供電模塊的接線口3。與現有技術相比，本實用新型的優點是這種伺服系統不僅延續了原伺服驅動器的高效率,高響應,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；斷電狀態下，可以同步保存信息。
【專利說明】雙電機永磁交流伺服系統
【技術領域】
[0001]本實用新型專利涉及一種以單臺永磁交流伺服驅動器拖動兩臺永磁交流伺服電機獨立運行，且在斷電狀態而UPS工作時，能夠保存位置信息的雙電機永磁交流伺服驅動器。
【背景技術】
[0002]伺服系統原理:永磁交流伺服系統包括永磁交流伺服電機和永磁交流伺服驅動器，其中永磁交流伺服驅動器是以專用數字處理晶片DSP為核心，採用IGBT智能模塊和高精度的位置及速度反饋裝置(編碼器或旋轉變壓器)，實現對永磁交流伺服電機的位置控制，速度控制和扭矩控制等多種控制方式。
[0003]常規多軸單電機驅動系統:永磁交流伺服系統相對異步電機系統，具有響應快，精度高，調速範圍寬等優點，廣泛應用於工具機、印刷設備、包裝設備、紡織設備、雷射加工設備、機器人、自動化生產線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設備中。在要求雙軸控制的情況下，常規的解決方案是採用二個單軸的驅動控制。圖2是一個典型的單軸系統，包括一個電機和一個驅動器，可以形成電流、速度和位置的閉環控制，但是，常規的雙軸驅動方案由兩臺驅動器和兩臺伺服電機構成，存在成本高，雙軸同步性能差，設備安裝佔用空間大，斷電時不宜保持信息或者信息保存不同步產生等缺點。
實用新型內容
[0004]本實用新型目的在於提供一種雙電機永磁交流伺服系統，以解決現有技術中的常規的雙軸驅動方案由兩臺驅動器和兩臺伺服電機構成，存在成本高，雙軸同步性能差，設備安裝佔用空間大的技術性問題。
[0005]本實用新型的技術方案是這樣實現的:一種雙電機永磁交流伺服系統，包含伺服驅動器控制器系統、第一交流伺服電機和第二交流伺服電機；所述伺服驅動器控制器系統由MCU模塊、電機驅動單元以及供電電源單元；電機驅動單元包括第一電機驅動單元與第二電機驅動單元，所示MCU模塊電性連接第一電機驅動單元與第二電機驅動單元，所述第一電機驅動單元與第二電機驅動單元對應連接第一交流伺服電機和第二交流伺服電機，所述供電電源單元連接MCU模塊以及電機驅動單元。
[0006]優選地，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連接MCU模塊以及電機驅動單元，其中，系統在停電時候從普通電源模塊的接線口切換至有同步保存電機控制信息的UPS供電模塊的接線□。
[0007]優選地:所述MCU模塊為DSP控制處理單元，所述DSP控制處理單元發出兩路PWM信號分別至第一電機驅動單元與第二電機驅動單元驅動兩臺電機同步運行。
[0008]優選地:所述第一交流伺服電機和第二交流伺服電機分別安裝位置反饋單元，所述位置反饋單元連接MCU模塊。[0009]優選地:所述系統還包括功能電路模塊和保護電路模塊，所述功能電路模塊包括整流電路單元、制動迴路電路單元和內部開關電源單元，所述保護電路模塊包括過壓保護電路單元、欠壓保護電路單元、溫度保護電路單元以及缺相保護電路單元。
[0010]本實用新型的優點是這種伺服系統不僅延續了原伺服驅動器的高效率，高響應，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用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本實用新型的雙電機永磁交流伺服系統的結構示意圖；
[0013]圖2為現有技術一個典型的單軸驅動系統示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0015]請參照附圖1，一種雙電機永磁交流伺服系統，包含伺服驅動器控制器系統1、第一交流伺服電機2和第二交流伺服電機3 ;所述伺服驅動器控制器系統I由MCU模塊4、電機驅動單元以及供電電源單元；電機驅動單元包括第一電機驅動單元5與第二電機驅動單元6，所示MCU模塊電性連接第一電機驅動單元5與第二電機驅動單元6，所述第一電機驅動單元5與第二電機驅動單元6對應連接第一交流伺服電機2和第二交流伺服電機3，所述供電電源單元連接MCU模塊4以及電機驅動單元；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9連接MCU模塊I以及電機驅動單元，其中，系統在停電時候從普通電源模塊8的接線口切換至有同步保存電機控制信息的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控制處理單元發出兩路PWM信號分別至第一電機驅動單元5與第二電機驅動單元6驅動兩臺電機同步運行；
[0017]所述第一交流伺服電機2和第二交流伺服電機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 ;所述系統還包括功能電路模塊和保護電路模塊，所述功能電路模塊包括整流電路單元、制動迴路電路單元和內部開關電源單元，所述保護電路模塊包括過壓保護電路單元、欠壓保護電路單元、溫度保護電路單元以及缺相保護電路單元，可以大大節省了控制成本。
[0018]綜合以上本實用新型的結構與原理可知，本實用新型的優點是這種伺服系統不僅延續了原伺服驅動器的高效率，高響應，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；斷電狀態下，可以同步保存信息。
[0019]進一步介紹本實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的迅猛發展，DSP的運算速度大幅提升，用單片DSP晶片同時控制兩臺電機成為可能，一拖二雙電機是在一個程序運行周期內，完成兩套控制指令運算，輸出兩對PWM信號，同時控制兩臺伺服電機；
[0021](2)硬體成本低:由於兩臺電機可以共用一些功能電路，如整流電路、制動迴路、內部開關電源，也可以共用一些保護電路，如過壓、欠壓、溫度保護電路，簡化了電路結構，大大節約了器件成本，縮小驅動體積，也減少安裝面積，大大節省了控制器的成本；
[0022](3)系統節能:在電機進彳丁制動時將有一部分的能量回饋到電路中，在單軸系統中只能將這些能量通過制動電阻消耗掉。在這個系統中，如果領一臺電機在正常出力，這些能量可以被正在出力的電機所利用，對於頻繁啟停和正反轉的系統，節能效果明顯；
[0023](4)實現雙軸實時同步:在多臺電機同時運行的工控系統中，經常要求多軸同步運動。採用雙電機驅動的驅動器，由於採用同一 DSP或微處理器控制，可以實現兩個單元同步運動。而單軸獨立控制時，因通信延時、內部控制節拍不一致，很難實現同步。
[0024](5)斷電時信息同步保護功能:本實用新型裝置可以通過UPS和普通供電電源供電，正常工作時通過普通供電電源供電。驅動器內部的供電電源檢測電路實時檢測供電電源的狀況，在發生供電電源突然斷電的狀況下，該電路將發出斷電報警信號。由於驅動器整流電路後面接有容量較大的濾波電容，在發生供電電源斷電的瞬間，濾波電容中仍然有一定的電量，維持系統工作。斷電報警信號發出後，系統將立即關閉主驅動電路，或者做緊急停車處理，停止兩臺電機的運行，同時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2切換到點3)。由於在切換過程中，驅動器內部電路一直沒有發生掉電的情況，所以可以同步保存兩臺電機和驅動器的信息，在供電電源恢復時，可以繼續運行，保證位置等信息與上位機記錄同步，降低產品不良率。
[0025]本實用新型優選實施例只是用於幫助闡述本實用新型。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該實用新型僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本實用新型的原理和實際應用，從而使所屬【技術領域】技術人員能很好地利用本實用新型。本實用新型僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種雙電機永磁交流伺服系統，其特徵在於，包含伺服驅動器控制器系統、第一交流伺服電機和第二交流伺服電機；所述伺服驅動器控制器系統由MCU模塊、電機驅動單元以及供電電源單元；電機驅動單元包括第一電機驅動單元與第二電機驅動單元，所示MCU模塊電性連接第一電機驅動單元與第二電機驅動單元，所述第一電機驅動單元與第二電機驅動單元對應連接第一交流伺服電機和第二交流伺服電機，所述供電電源單元連接MCU模塊以及電機驅動單元。
2.如權利要求1所述的雙電機永磁交流伺服系統，其特徵在於，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連接MCU模塊以及電機驅動單元，其中，系統在停電時候從普通電源模塊的接線口切換至有同步保存電機控制信息的UPS供電模塊的接線口。
3.根據權利要求1所述的雙電機永磁交流伺服系統，其特徵在於:所述MCU模塊為DSP控制處理單元，所述DSP控制處理單元發出兩路PWM信號分別至第一電機驅動單元與第二電機驅動單元驅動兩臺電機同步運行。
4.根據權利要求1所述的雙電機永磁交流伺服系統，其特徵在於:所述第一交流伺服電機和第二交流伺服電機分別安裝位置反饋單元，所述位置反饋單元連接MCU模塊。
5.根據權利要求1所述的雙電機永磁交流伺服系統，其特徵在於:所述系統還包括功能電路模塊和保護電路模塊，所述功能電路模塊包括整流電路單元、制動迴路電路單元和內部開關電源單元，所述保護電路模塊包括過壓保護電路單元、欠壓保護電路單元、溫度保護電路單元以及缺相保護電路單元。
【文檔編號】H02P5/46GK203387449SQ201320454411
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月26日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】陳陽生, 陳雙建 申請人:浙江盛邁電氣技術有限公司