伺服驱动器的工作原理及作用（伺服驱动器的工作原理及其控制方式）

基本介绍

伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分，广泛应用于工业机器人、数控加工中心等自动化设备中。特别是用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已成为国内外的研究热点。目前，交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置闭环控制算法。该算法中速度闭环设计是否合理，对整个伺服控制系统的性能，尤其是速度控制性能起着关键作用。

在伺服驱动器速度闭环中，电机转子的实时测速精度对于改善速度环速度控制的动、静态特性至关重要。为了寻求测量精度和系统成本之间的平衡，一般采用增量式光电编码器作为测速传感器，相应的常用测速方法是M/T测速方法。尽管M/T测速方法具有一定的测量精度和较宽的测量范围，但该方法有其固有的缺陷，主要包括：1）在测速周期内必须至少检测到一个完整的码盘脉冲，这限制了测速的精度。可测量最小转速； 2）用于测速的两个控制系统定时器开关很难保持严格的同步，在速度变化较大的测量场合无法保证测速精度。因此，采用这种测速方法的传统速度环设计很难提高伺服驱动器的速度跟随和控制性能。

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工作准则

主流伺服驱动器采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现相对复杂的控制算法，实现数字化、网络化、智能化。功率器件一般采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路。 IPM集成了驱动电路，并具有过压、过流、过热、欠压等故障检测和保护电路。主电路中还添加了软件。启动电路，减少启动过程对驱动器的影响。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或市电进行整流，得到相应的直流电。整流后的三相电或市电再通过三相正弦PWM电压逆变器转换为频率，驱动三相永磁同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单地说是AC-DC-AC过程。整流单元（AC-DC）的主要拓扑电路为三相全桥不控整流电路。

随着伺服系统的大规模应用，伺服驱动器的使用、伺服驱动器的调试、伺服驱动器的维护等都是当今伺服驱动器的重要技术问题。越来越多的工控技术服务商对伺服驱动器进行了深入的技术研究。