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伺服电机控制器电路及解析

许多工厂的产线都会使用到电机来控制一些设备的开启和运动控制,其中伺服电机用的较为广泛,而且控制的精度叫其他的电机更精准。功率有几百瓦到几千瓦的,一般都有主控芯片来实现电机的驱动和控制,驱动部分有用MOSFET的,也有用IGBT来驱动的。各有利弊,各有千秋,控制器的成本也各不相同。

伺服电机完全是典型的闭环反馈控制的系统,减速器是由电机来精准控制的,在其输出端一般会有一个线性的比例电位器来检测位置,有的较为高级的为伺服编码器,将转角的位置转换成电压给控制板来控制速度以及正转和反转,使得减速器的齿轮位置和我们预设的值一致,从而达到电机精准的定位。

现在我们来详细看下一款伺服电机的控制电路板。主要的任务就是要使的被控之物在位置上鱼我们输入期望的给定值一致。一般伺服的控制方式有如下三种:1. 速度控制方式;2. 位置控制方式;3. 转矩控制方式。多数的控制方案一般都会采用速度来控制。由于我们对位置和速度都有一定的精度要求,产线在将DUT送入指定位置较为关键,所有这款也是采用了速度闭环的控制方式。

这是这款伺服驱动器的主控板,是Panasonic出品的用于伺服电机的,由于是松下自主研发的,因此大多数的元器件都采用的是Panasonic自家的IC来设计。还有些是日本的芯片,三菱,NEC等,可见人家的本土意识很强了。

主控伺服解码芯片NEC D70320GJ-8,驱动芯片Panasonic MNM1214, MNM1912,MNM1604。ADC部分还是采用了经典的AD7874AR,4通道的12bit的数据采集IC,带有12位的ADC,4个通道每个通道都具有29KHz的数据采样能力,使用了双电源供电设计。这款伺服主控电路可谓是伺服电机行业里的classic,经久不衰,目前我们产线的机器上还在使用这款驱动器。设计电路很考究,电机运行稳定可靠,故障出错率很低,电路板PCB设计更为精致,主控板为8层电路板。

如下是驱动控制板的一部分。我们暂不做详细介绍了。

最后是采用MOSFET的驱动电路板。Fairchild FDS8984 N channel 的功率管,30V,7A的超低内阻23mΩ。分别使用了三个Mos管进行设计。

FDS 8984 Spec:

主控伺服解码芯片NEC D70320GJ-8输出的PWM数字型号经过光耦给到驱动放大电路,从而减少了模拟电路的使用和不稳定性温飘等因数的影响。

At last,附上电路电气接线图。

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yujunice
LV.5
2
2021-10-19 14:37

直流伺服电机与交流伺服电机在电路上与PLC控制程序上,所选用的驱动器上的区别是什么?

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