90交流伺服驱动器原理及调试
交流伺服驱动器原理及调试
交流伺服驱动器原理及调试伺服驱动器是一种用于控制伺服电机运动的装置，具有精准的位置控制、速度控制和力矩控制能力。
在现代工业自动化系统中，伺服驱动器被广泛应用于各种需要精密控制的设备和机械，如机床、机器人、印刷设备等。
伺服驱动器的原理可以简单概括为以下几个步骤：传感器检测反馈信号、伺服控制器处理信号、执行器实现控制动作。
首先，伺服驱动器通过传感器获取反馈信息，例如位置、速度或力矩。
常用的反馈装置有编码器、霍尔元件、传感器等。
传感器将检测到的信息转化为电信号，并传输给伺服控制器。
接下来，伺服控制器接收到传感器传输的反馈信号后，与设定的控制信号进行比较，计算出误差信号。
误差信号表示实际运动状态与设定运动状态之间的差异。
伺服控制器会利用PID控制算法或其他控制算法，根据误差信号调整输出信号。
最后，伺服驱动器将调整好的输出信号传输给执行器，如伺服电机。
执行器通过接收到的信号控制电机的运动，使其按照设定的速度、位置或力矩进行精确控制。
执行器通常由功率放大器和电机组成，功率放大器将控制信号放大，并通过控制电机的电流或电压来驱动电机。
调试伺服驱动器需要注意以下几个方面：1.传感器校准：传感器的准确性对于整个控制系统非常重要。
在调试过程中，需要确保传感器的安装位置正确、传输信号稳定，并对传感器进行校准，以确保输出信号的准确性。
2.控制参数调整：伺服控制器通常具有多个可调参数，如比例、积分和微分系数等。
这些参数的合理调整对于系统的稳定性和响应速度至关重要。
在调试过程中，需要通过试验和调整这些参数，找到最佳的控制效果。
3.稳定性测试：在完成基本的控制调试后，需要进行稳定性测试。
这包括检查伺服系统的静态误差和动态响应。
静态误差是指控制系统在稳态下输出与期望输出之间的差异，动态响应是指控制系统对于输入信号的快速响应能力。
4.故障排除：在调试过程中，可能会出现系统不稳定、震荡或其它异常情况。
这时需要通过对整个系统进行仔细检查，从传感器、控制器到执行器，逐一排查问题的根源，并采取相应的措施进行修复。
交流伺服驱动器原理及调试.共62页文档
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交流伺服驱动器原理及调试.
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
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5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
交流伺服驱动器原理及调试(2)
霍尔元件
PM SM M O TO R
ia ib
门极驱动电路 ADM C401
旋转变压器
RS232 串 口 键 盘 及
I/O
脉冲输
模拟量
+CAN 总 线 接 口
显示
控制
入接口
接口
控制电路
h
华22 中数控
四、伺服驱动器的接线：
1. 主回路接线： 1）.R、S、T电源线的连接； 2）伺服驱动器U、V、W与伺服电动机电源线U、 V、W之间的接线；
伺服驱动器
孙海亮
h
华1 中数控
主要内容：
一、伺服驱动器的种类及结构 二、伺服驱动器发展趋势
三、 伺服驱动器的原理： 四、伺服驱动器的接线：
五、 与伺服调节有关的参数及部分实验
六、 进给伺服常见报警
七、进给伺服驱动系统常见故障及处理
h
华2 中数控
一、伺服驱动器的种类及结构
h
华3 中数控
h
华4 中数控
（2） 功率电路 整流：三相整流桥 逆变：智能功率模块 电源：开关电源。
h
20
IPM
三相220V +
单相220V
开关电源 保护电路
驱动
显示、按键
26LS31
编码器 输出信号
光耦 5
输出
26LS32 FPGA
光耦
EPROMM
6 DSP
(ADSP2181)
光耦 8
输入
光耦 2
脉冲接口
X25163
16C550 电平变换
h
5
伺服驱动器的内部结构
9__交流伺服驱动器原理及调试
9__交流伺服驱动器原理及调试一、交流伺服驱动器原理交流伺服驱动器是控制伺服电机运行的装置，通过对伺服电机的控制来实现位置和速度的精确控制。
交流伺服驱动器包含了控制电路、功率电路和信号输入输出模块。
控制电路是交流伺服驱动器的核心，其主要功能是对输入的命令信号进行解析，并输出相应的控制信号给伺服电机。
控制电路一般采用数字信号处理器(DSP)或者可编程逻辑器件(FPGA)进行实现，通过对位置和速度信号的处理，输出电机相应的转矩和速度。
功率电路是将控制信号转化为适合伺服电机工作的高电压、大电流信号。
一般来说，功率电路由三相的PWM(inverter)、直流均压드라이버(voltage driver)以及三相电机组成。
PWM负责将电源直流电转化为三相线电压，而直流均压드라이버则将PWM输出的线电压转化为直流电，并稳定输出。
信号输入输出模块是用于与外部设备进行通信的接口，可以接收各种指令信号，控制伺服电机的启停、速度、位置和运动方向等。
二、交流伺服驱动器调试方法1.硬件连接检查：首先检查驱动器与电机之间的连接是否正确，包括电源和信号线是否连接正确，驱动器是否与控制器相连，并确保各个连接口的接触良好。
2.电机参数配置：根据具体的电机型号和驱动器的要求，配置驱动器的电机参数，主要包括极性、转矩常数、转矩限制和速度限制等。
正确的参数配置能够保证电机的正常运行。
3.模式选择：根据具体的应用需求，选择适当的驱动模式，包括位置模式、速度模式和力矩模式等。
不同的模式有不同的控制方式，需要根据实际情况进行选择。
4.零位校准：在运动控制之前，需要对电机进行零位校准，使其回到初始位置。
可以通过手动运动或者自动零位的方式来进行校准。
5.参数调整：根据具体的运动要求，调整驱动器的参数，包括速度环和位置环的参数。
通过合理的参数调整，可以提高电机的控制精度和运动平稳性。
6.故障排查：在调试过程中，如果发现电机无法正常运行或者出现其他异常情况，需要进行故障排查。
交流伺服驱动器原理和调试
最大力矩为400 N.m。0-C配置α型;0-D配置αC型。
αM加速特征好,从0至最高转速旳开启过程为24 ms，
故用于高速加工。华中数控来自加减速时间常数与位置控制有关旳参数
位置超差检测范围
①设置位置超差报警检测范围。 ②在位置控制方式下，当位置偏差计数器旳计数 值超出本参数值时，伺服驱动器给出位置超差报警。
电子齿轮
①设置位置指令脉冲旳分倍频 ②在位置控制方式下，经过对参数设置,能够很以便 地与多种脉冲源相匹配，以到达顾客理想旳控制辨 别率（即角度/脉冲）
交流伺服驱动器 原理及调试
主要内容
一、伺服驱动器旳种类及构造 二、伺服驱动器发展趋势 三、 伺服驱动器电气原理： 四、 伺服驱动器旳控制原理： 五、伺服驱动器旳接口： 六、 与伺服调整有关旳参数 七、 进给伺服常见报警
八、进给伺服驱动系统常见故障及处理
一、伺服驱动器旳种类及构造
二、伺服驱动器发展趋势
③在位置控制方式时，输出位置定位完毕信号.
到达速度范围
①设置到达速度 ②在非位置控制方式下，假如电机速度超出本设定值， 则速度到达开关信号为ON，不然为 OFF。 ③在位置控制方式下，不用此参数。 ④与旋转方向无关。
编码器辨别率
设定伺服电机旳光电编码器线数；
伺服电机旳磁极对数
设定伺服电机旳磁极对数；
控制方式选择
用于选择伺服驱动器旳控制方式。
0
：位置控制方式，接受位置脉冲输入指令；
1：模拟速度控制方式，接受模拟速度指令； 2：模拟转矩控制方式，接受模拟转矩指令； 3：其他(内部速度控制方式)
与速度/转矩控制有关旳参数
速度指令输入增益
①设置模拟速度指令旳电压值与转速旳关 系。设定值为电压相应旳转速值. ②只在模拟速度输入方式下有效。
交流伺服原理及调整方法
速度控制方塊圖
du/dt Derivative
LPF
JL P1-37
KVF Speed Feedforward gain P2-07 CURENT CONTROL MOTOR
KVP 1 s Integrator KVI P2-06 Speed loop Proportional Gain P2-04
Kvp
Kvi s
Kf Cf s
Kt
1 Js B
Speed estimator & others
1 Js
技術說明 (6)
電流控制架構
控制參數說明 (1)
影響增益調整的要素
1. 機台對馬達的負載慣性比 2. 機台的動作頻度與加工精度的要求 3. 機台的機械傳動剛性
控制參數說明 (2)
機台對馬達的負載慣性比的影響
負載慣性比大
固定增益下, 慣性比愈 大, 速度響應愈差
負載慣性比小
固定增益下, 慣性比愈小, 速度響應愈佳
設定較大的增益以維持 設定較小的增益即可維 響應, 容易產生共振 持響應, 不易產生共振 電流容易飽和 使性能受限 電流不易飽和 性能不易受限
35 500
rad/s rad/s
O O O O
100
O
O
控制參數說明 (5)
■位置控制增益（KPP，參數P2-00） 本參數決定位置回路的應答性, KPP值設定越大對於位置命令的追隨性越佳， 位置誤差量越小，定位整定時間越短， 但是過大的設定會造成機台產生抖動 或定位會有過衝(overshoot)的現象。
控制參數說明 (10) 位置控制增益調整的效果
調大增益 P2-00
9__交流伺服驱动器原理及调试
9__交流伺服驱动器原理及调试交流伺服驱动器是一种控制电机的设备，它能实现精确的位置、速度和力矩控制，广泛应用于工业自动化领域。
本文将从原理和调试两个方面介绍交流伺服驱动器。
一、交流伺服驱动器的原理1.伺服系统基本组成交流伺服驱动器由电机、编码器、伺服控制器和电源等部分组成。
其中，电机是实现运动的机械装置，编码器用于测量转子位置和速度，伺服控制器根据编码器的反馈信号来控制驱动器输出恰当的电流信号，电源则供应驱动器所需的电能。
2.伺服控制原理交流伺服驱动器的控制原理是通过比较编码器的反馈信号和设定值信号，来计算出控制电流，然后将控制电流经过功率放大器放大后送至电机进行控制。
控制电流和反馈信号之间的误差越小，系统的控制精度越高。
3.控制环节交流伺服驱动器的控制包含位置环、速度环和电流环。
位置环是基础环节，通过计算编码器的反馈信号和设定值信号之间的误差，控制电机的位置；速度环是在位置环的基础上，通过计算位置误差的变化率，来控制电机的转速；电流环则是在速度环的基础上，通过计算速度误差的变化率，来控制电机的转矩。
二、交流伺服驱动器的调试1.硬件连接调试交流伺服驱动器的调试第一步是确保硬件连接正确可靠。
包括将电机正确连接至驱动器的输出端子，编码器连接至驱动器的反馈端子，同时检查电源的稳定性和正负极性是否正确。
2.配置参数调试交流伺服驱动器的调试需要根据实际应用情况进行参数配置，包括编码器计数方式、转矩限制、速度限制等。
同时，还需要根据具体机械系统的特点，进行位置环、速度环和电流环的参数调优，以达到更好的控制精度和稳定性。
3.系统性能调试调试过程中需要测试系统的性能，包括位置控制、速度控制和转矩控制等。
可以通过发送不同的设定值信号，观察输出的位置、速度和转矩是否能够达到预期值，并测试系统的响应速度和稳定性。
4.故障排除调试在调试过程中可能会遇到一些问题，如电机运行不流畅、控制精度较低、驱动器过热等。
此时需要仔细检查硬件连接是否松动、驱动器参数是否配置正确，并进行相应的调整。
交流伺服驱动器原理及调试
交流伺服驱动器原理及调试伺服驱动器是一种控制电机运动的装置，它通过感知电机输出的转矩和速度，并根据控制输入信号进行反馈和调整，从而实现精确的运动控制。
在本文中，我将详细介绍伺服驱动器的原理和调试过程。
一、伺服驱动器的工作原理伺服驱动器由控制电路和功率电路两部分组成。
控制电路用于接收控制信号，感知电机输出的信息，并将反馈信号传递给控制器。
功率电路则将控制信号转换为适合电机的驱动信号，并通过功率放大器将电源电压放大到足够的电压和电流水平。
控制电路中包含两个重要的元素：编码器和PID控制器。
编码器用于感知电机的转矩和速度，并将信号传递给PID控制器。
PID控制器根据编码器信号和设定值之间的差异进行计算，并生成误差信号。
这个误差信号被发送到功率电路中，用于调整电机的转矩和速度。
调试伺服驱动器时，首先需要在控制电路中设置PID控制器的参数。
PID控制器的三个参数分别是比例（P）、积分（I）和微分（D）常数，它们影响着控制系统的响应速度、稳定性和超调量。
调试过程中，可以通过逐步增大或减小这些参数的值，并观察电机的响应情况，以找到最佳的参数设置。
除了PID控制器的参数调整，还需要校准编码器的零点和量程。
编码器的零点是指电机在没有运动时，编码器输出的位置信号。
校准零点时，需要将电机转到一个已知位置，并对应的编码器信号进行调整，使它们相等。
量程校准是指编码器输出信号的最大和最小值。
校准等级时，需要让电机转到最大和最小位置，并对应的编码器信号进行调整，使它们达到最大和最小值。
二、伺服驱动器的调试过程伺服驱动器的调试分为软件调试和硬件调试两个部分。
软件调试主要包括PID控制器参数的调整和编码器校准。
在调整PID参数时，可以通过实验的方式逐步调整P、I和D参数的值，并观察电机的响应情况，直到达到理想的运动效果。
编码器的校准可以通过调整零点和量程来完成，并确保编码器输出的信号与电机实际位置的对应关系正确。
硬件调试主要包括功率电路的调整和电机的连接。
交流伺服驱动器原理及调试
交流伺服驱动器原理及调试伺服驱动器是一种用于控制伺服电机的电子设备，它起着将控制信号转换为电力信号的作用。
在工业自动化领域中广泛应用，常见于机床、印刷设备、包装设备、激光切割机等。
伺服驱动器的原理主要包括接收信号、控制运动、开环控制与闭环控制。
当用户输入指令，比如位移或速度，伺服驱动器会将指令信号进行解析，并将其转换为最终对电机施加的电力信号。
伺服驱动器的调试过程主要包括参数设置、电机匹配和性能调优。
首先，需要设置伺服驱动器的一系列参数，比如电机型号、电机尺寸、电机额定电流、控制策略等，以确保伺服驱动器能够正确识别并控制电机。
然后，需要进行电机匹配，即将伺服驱动器的输出信号与电机的输入信号进行匹配，以保证电机能够按照要求进行运动。
最后，需要对伺服系统进行性能调优，包括提高系统的响应速度、减小系统的震动和噪声、提高系统的稳定性等。
在交流伺服驱动器的调试过程中，还需要考虑伺服系统的闭环控制。
闭环控制是通过反馈信号对系统进行调节，以实现对系统动态性能的要求。
通常，闭环控制包括位置控制、速度控制和转矩控制等。
通过合理的参数设置和调试，可以使伺服系统的闭环控制更加精确和稳定。
在伺服驱动器的调试过程中，还需要注意一些常见问题的处理。
比如，当发现伺服系统无法启动或无法正确运动时，可能是由于电机与驱动器之间的连接不良导致的。
此时，应检查电机与驱动器的连接是否牢固，并检查电机的电源和信号线是否连接正确。
此外，在伺服驱动器的调试过程中，还需要进行系统参数的优化。
通过调整伺服驱动器的参数，可以提高系统的响应速度、减小系统的震动和噪声、提高系统的控制精度等。
在这个过程中，可以借助一些专业的调试工具，如示波器、电压表等，来对伺服系统进行测量和分析。
总的来说，交流伺服驱动器的原理与调试过程主要包括接收信号、控制运动、开环控制与闭环控制等方面。
调试过程需要关注参数设置、电机匹配和性能调优等问题，并注意常见问题的处理和系统参数的优化。
交流伺服驱动器原理及调试PPT培训课件
在机器人领域的应用
01
机器人需要具备高度灵活性和精 确性的运动能力，交流伺服驱动 器能够满足这些要求，从而提高 机器人的工作性能。
02
交流伺服驱动器在机器人领域中 通常用于控制机器人的关节、手 臂、行走等部分的运动，实现精 确的姿态控制和轨迹跟踪。
在故障。
听诊法
仔细听驱动器运行时的声音， 判断是否存在异常响动或噪音
。
触摸法
通过触摸驱动器的外壳，感受 其温度和振动情况，判断是否
存在异常。
替换法
用正常工作的部件替换可能存 在故障的部件，以确定故障部
位。
驱动器的寿命与可靠性
寿命预测
预防性维护
根据驱动器的使用情况和维护状况， 预测其使用寿命，提前进行更换或维 修。
调试步骤与方法
初始参数设置
速度控制调试
根据设备实际情况，对交流伺服驱动器的 参数进行初始设置，如电机型号、控制模 式等。
调整速度控制环的参数，测试电机的转速 和响应，确保电机能够按照指令要求进
调整位置控制环的参数，测试电机的定位 精度和跟随性能，确保电机能够准确跟踪 指令位置。
02
交流伺服驱动器的调试
调试前的准备工作
01
02
03
了解设备参数
熟悉交流伺服驱动器的规 格、性能参数以及控制要 求，以便更好地进行调试。
检查硬件连接
确保交流伺服驱动器与电 机、编码器等设备的连接 正确、牢固，无短路或断 路现象。
准备调试工具
准备必要的调试工具，如 示波器、万用表、螺丝刀 等，以便在调试过程中进 行测量和调整。
9-0 交流伺服驱动器原理及调试
伺服系统主回路的接线图
华中数控
伺服驱动的强电回路及反馈回路接线图
SANYO DENKI AC SERVO DRIVE
CNA
R
S
RVV4X1.5 1 2 3
R
+KA10
100 Y16 24V
OUTA GND CP0+ CP0DIR0+ DIR0A+ AB+ BZ+ ZGND
CN1
12 330
R2 510欧
20 26 47 28 48 3 4 5 6 7 8 12
CNC
U V W PE
6 7 8 9
UZ VZ WZ
MS
3~
PG
CN2 24V X20 X17
49 41 43 OUT-PWR S-RDY A-RDY
A /A B /B Z /Z 9,12 +5V 17,19 10,11 0V 0V 16,18,20 +5V FG 3 4 5 6 7 8
指令脉冲输入
OA+
OA分频器
13 21 22 A相脉冲输入
伺服准备好 伺服报警 位置到位 V DC 12~24V 机械制动释放 转矩限制中 PR09选择 零速检出 PR0A选择
35 34
S-RDY+
OB+ 48 49 OB23 OZ+ OZ- 24 46 47 25
B相脉冲输入 C相脉冲输入
S-RDY37 ALM+ 36 ALM39
COIN+ 38 COIN11 BRKOFF+ 10 BRKOFF40 TLC 12 ZSP
GND CZ 19 Z相脉冲开集电极输出 20K 14 SPR/TRQR 10K 10K GND 15 16 CCWTL/TRQR GND17 CWTL18
交流伺服驱动器原理及调试
交流伺服驱动器原理及调试伺服驱动器是控制伺服电机运动的关键元件之一、它通过接收指令信号，控制电机旋转角度和速度，以实现精确运动控制。
本文将详细介绍伺服驱动器的基本原理和调试方法。
一、伺服驱动器原理伺服驱动器主要由电源模块、控制模块和功率模块组成。
1.电源模块：伺服驱动器需要提供恒定的直流电压来供电，电源模块负责将交流电转换为适宜的直流电压，并提供给控制模块和功率模块。
2.控制模块：控制模块接收来自外部的控制信号，根据信号的特点确定电机转动的速度和角度。
通常，该模块包括信号接收、信号处理和信号解析等功能。
3.功率模块：功率模块根据控制模块的指令，控制电机的转速和转向。
它通过控制电机的电流和电压，确保电机按预定的速度和角度运动。
伺服驱动器工作的基本原理是：控制模块接收来自主控制器的指令信号，通过信号处理和解析，确定电机的转速和角度。
然后，控制模块将控制指令转化为控制信号，通过功率模块将信号发送给电机。
电机根据电流和电压的变化，以预定的速度和角度运动。
二、伺服驱动器调试方法伺服驱动器的调试对于保证电机的正常运行至关重要。
以下为基本的调试步骤和方法：1.电源设置：为避免电压或电流波动对电机运行的影响，需要调整电源模块的输出电压和电流。
一般情况下，伺服驱动器需要稳定的直流电源供应。
2.信号接收设置：根据伺服驱动器的规格要求，设置信号接收模块。
这是确保控制模块能够准确接收和处理主控制器发出的指令信号的关键。
3.参数设置：在调试过程中，需要根据具体要求，设置伺服驱动器的工作参数，包括速度范围、加减速时间和电流限制等。
4.速度和角度调整：通过主控制器发送指令信号，观察电机的实际转速和角度。
根据实际情况，适当调整控制模块的参数，以达到所需的运动精度和速度。
5.反馈调整：伺服驱动器通常都配备有反馈系统（如编码器），用于实时检测电机的转速和位置。
根据反馈信号，可以调整控制模块的参数，以消除误差和稳定电机的运动。
6.故障诊断：在调试过程中，有时会遇到一些故障，如电机无法运转、速度不稳定等。
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RS232串行接口
AD7888 模拟接口
PMSM PG
编码器 输入接口
华中数控
整流电源
三相 L1 380V L2 电源
L3
三
软起
相
动 及 直流公
整
泵 生 共母线
流
控制
器
电路
220V
开关电源
控制
电源 开关电源
89C 51E D 2-IM 单片机
故障检 测电路
FPGA
逆变器
霍尔元件
IPM 逆 变 器
PM SM M O TO R
（2） 功率电路 整流：三相整流桥 逆变：智能功率模块 电源：开关电源。
IPM
三相220V +
单相220V
开关电源 保护电路
驱动
显示、按键
26LS31
编码器 输出信号
光耦 5
输出
26LS32 FPGA
光耦
EPROMM
6 DSP
(ADSP2181)
光耦 8
输入
光耦 2
脉冲接口
X25163
16C550 电平变换
ia ib
门极驱动电路 ADM C401
旋转变压器
RS232 串 口 键 盘 及
I/O
+CAN 总 线 接 口
显示
控制
脉冲输 入接口
模拟量 接口
控制电路
华中数控
四、伺服驱动器的接线：
1. 主回路接线： 1）.R、S、T电源线的连接； 2）伺服驱动器U、V、W与伺服电动机电源线U、 V、W之间的接线；
控制电路结构
DSP是整个系统的核心，主要完成实时性 要求较高的任务，如矢量控制、电流环、速度 环、位置环控制以及PWM信号发生、各种故 障保护处理等。
MCU完成实时性要求比较低的管理任务，如 参数设定、按键处理、状态显示、串行通讯等。
FPGA实现DSP与 MCU之间的数据交换、外 部I/O信号处理、内部I/O信号处理、位置脉 冲指令处理、第二编码器计数等。
2. 控制电源类接线： 1）. r 、t控制电源接线； 2）I/O口控制电源接线；
3. I/O接口与反馈检测类接线：
华中数控
伺服系统主回路的接线图
2、电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速 大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内 过载4～6倍而不损坏。
3、为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯 量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和 启动电压。
4、电机应能承受频繁启、制动和反转。
华中数控
三、 伺服驱动器的原理：
RS232 I/o 模拟输入
规格及特点：
①. 25A、50A、75A、100A四个型号 ②. 输出功率3.7W~15Kw ③. 适配交流感应电机 ④. 脉冲编码器反馈 ⑤. 位置、速度、转矩三种控制方式 ⑥. 主轴定向功能 ⑦. 共电源模块设计，三相380V交流直接供电
HSV-20S系统结构
（1） 控制核心
DSP：ADMC401BST 逻辑：FPGA : A42MX09 辅助控制：MCU: AT89S8252
三相 R 380V S 电源
T
HSV-20P 电源模块
直流公共母线 P
三
软起
相
动及
整
泵生
N
流
控制
器
电路
220V
开关电源
控制
电源 开关电源
MPU 252
故障检 测电路
FPGA A42MX09
逆变器
霍尔元件
IPM 逆变器
ia ib
SPINDLE (SERVO) MOTOR
门极驱动电路
PG
DSP ADMC401
90交流伺服驱动器原理及调试
伺服驱动器
孙海亮
华中数控
主要内容：
一、伺服驱动器的种类及结构 二、伺服驱动器发展趋势 三、 伺服驱动器的原理： 四、伺服驱动器的接线： 五、 与伺服调节有关的参数及部分实验 六、 进给伺服常见报警 七、进给伺服驱动系统常见故障及处理
华中数控
一、伺服驱动器的种类及结构
键盘、显示
电源、制动
DSP 逻辑门阵列
IGBT 逆变器
故障检测、保护
位置传 感器
交流 伺服 电机
华中数控
HSV-20D系统结 构
1） 控制电路结构
DSP：ADMC401BST 逻辑：FPGA : A42MX09 辅助控制：MCU: AT89S8252
2） 功率电路结构 整流：三相整流桥 逆变：智能功率模块 电源：开关电源。
华中数控
华中数控
伺服驱动器的内部结构
华中数控
二、伺服驱动器发展趋势
伺服进给系统的要求
1. 调速范围宽
r n n m in /n m a x
2. 定位精度高
华中数控
3. 有足够的传动刚性和高的速度稳定性
4. 快速响应，无超调
为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高 的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性， 即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统 在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩 短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。
华中数控
5. 低速大转矩，过载能力强 一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚
至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间 内可以过载4～6倍而不损坏。 6. 可靠性高
要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、 工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振 动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。
华中数控
对电机的要求
1、从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要 小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的 速度而无爬行现象。
XT1 P
N PB BK2 BK1
输入输出
光电隔离
其它监测信号 微 控 制 器
母线电压监测
状 态 显 示
XT2
220A
A
控制
220B 电 源
B
2、HSV-20S交流主轴驱动器原 理
HSV-20S交流主轴驱动器以高性能 数字信号处理器DSP ADMC401 为控制 核心,以智能功率模块IPM为逆变器开关 元件，控制算法采用基于转子磁场定向 的转差频率矢量控制，实现了电流控制、 速度控制和位置控制。
功率电路结构
功率电路采用模块式设计，三相全桥整 流部分和交-直-交电压源型逆变器通过公共直 流母线连接。三相全桥整流部分由电源模块来 实现，为避免上电时出现过大的瞬时电流以及 电机制动时产生很高的泵升电压，设有软启动 电路和能耗泄放电路。逆变器采用智能功率模 块来实现。
HSV-20D交流伺服系统结构图
RS232 串行口
键盘及 显示
I/O 控制
第二编码器 输入接口
脉冲输 入接口
模拟量 接口
编码器 输出接口
HSV-20P电源模块结构图
XT1 R S T PE
三相整流桥 T1
RST POW OK DCRDY 24V 24V -G N D
PW ROK1
PW ROK2
保险
软启动电阻
内部制动电阻
止
直流电抗器 晶闸管 制动控制