永磁交流伺服系統(tǒng)多種位置檢測與集成方法研究.pdf

1、永磁交流伺服系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于多種行業(yè)，作為一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，其位置反饋檢測和電流反饋檢測是伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一個重要反饋單元，信息檢測的精度和響應(yīng)速度在很大程度上影響了整個系統(tǒng)的性能。目前，隨著伺服系統(tǒng)往更高性能更高精度方向的發(fā)展，尋求更高精度和響應(yīng)的位置信息檢測和電流信息檢測方法成為了關(guān)鍵技術(shù)之一，本文對此展開了研究。
　　首先建立了永磁同步電機(jī)在靜止ABC坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，研究了id=0的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制

2、方法和空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)。其次結(jié)合通用伺服原理框圖概括地闡述了高性能永磁交流伺服系統(tǒng)位置檢測和電流檢測的重要性。
　　絕對式編碼器在系統(tǒng)上電就能讀出轉(zhuǎn)子的絕對位置，并不存在轉(zhuǎn)子位置初始定位的問題，但對于增量式編碼器，上電不能直接讀出轉(zhuǎn)子的絕對位置，采用id=0的轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制時，一旦上電定子電流矢量為任意方向，可能造成永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩很小甚至為0的情況，從而電機(jī)無法正常啟動，因此，永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初

3、始位置定位具有重大意義。本文充分利用DSP的正交編碼模塊給出一種轉(zhuǎn)子初始定位的方法。
　　不同的工業(yè)應(yīng)用場合對位置檢測方式的要求也不同，增量式編碼器具有結(jié)構(gòu)簡單、計算簡單、抗干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于精度要求一般的場合;旋轉(zhuǎn)變壓器具有耐高溫、耐濕度、抗沖擊、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，適用于一些環(huán)境較為惡劣的場合;對于伺服性能和精度要求很高的場合，國內(nèi)部分廠家已經(jīng)使用較高分辨率的絕對式串行編碼器，由于是串行方式通信，其連線較為簡單，并且位

4、置檢測精度高。為了能在不同的場合使用合適的位置檢測方式，本文以CPLD作為DSP和編碼器的接口。對多種位置檢測方式進(jìn)行了集成研究。
　　電流檢測作為永磁交流伺服系統(tǒng)重要的檢測環(huán)節(jié)，提高其精度能提高整個伺服系統(tǒng)的性能和定位精度，本文對高精度電流檢測做了詳細(xì)的研究。
　　在設(shè)計系統(tǒng)方案時，采用DSP+CPLD的結(jié)構(gòu)，DSP主要負(fù)責(zé)完成id=0轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制算法，CPLD作為輔助控制器負(fù)責(zé)電流采樣、位置信息采集、報警信號匯