سلسلة منتجات Tonghang ودليل الاختيار
ما هو محرك المؤازرة الكهربائية
محرك المؤازرة الكهربائية هو جهاز إلكتروني يستخدم للتحكم في تشغيل محرك المؤازرة. من خلال استلام إشارات التحكم (مثل أوامر الموضع والسرعة والعزم) ، فإنه يعدل بدقة إخراج المحرك ، وتحقيق التحكم في الحركة الدقيقة العالية- ، عالية-. إنه يدمج تضخيم الطاقة ، ومعالجة الإشارات ، ووظائف التحكم في التغذية المرتدة ، ويستخدم على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية والروبوتات وأدوات الآلات CNC وغيرها من الحقول. كمكون أساسي لأنظمة المؤازرة ، فإنه يضمن حركة محرك مستقرة ودقيقة وفقًا للأوامر.
تنفيذ نظام الأجهزة لـ Servo Controlle
تصميم أجهزة دائرة الطاقة الرئيسية
تنقسم طاقة إدخال وحدة إمداد الطاقة الرئيسية إلى طاقة التحكم وقوة الطاقة. تستخدم قوة التحكم 220 فولت ، وتستخدم الطاقة 380 فولت. بعد اختبارات دائرة الطاقة الرئيسية - وإرجاعها بشكل طبيعي ، يتحكم النظام في فصل وتوصيل مصدر طاقة الإدخال 380V. يتم تصحيح إمدادات طاقة الإدخال وتصفيتها للحصول على جهد ناقل DC ، والذي يعمل كإدخال جهد النقل لكل دائرة طاقة لاحقة. تؤدي دائرة الكشف عن إنذار الطاقة الرئيسية لمصدر الطاقة - الكشف عن وقت الجهد السفلي ، الجهد الزائد ، وفقدان الطور على مصدر طاقة الإدخال. كما أنه يؤدي الكشف عن الوقت الحقيقي- للوقت من الجهد السفلي والمكبح الزائد على جهد حافلة DC. إذا تم اكتشاف خلل ، يتم إنشاء إنذار ، ويمكن لدائرة الكشف عن إنذار دائرة التحكم أيضًا اكتشاف أي حالات شاذة في دائرة الطاقة الرئيسية.
تصميم دائرة التصميم
يستخدم تصميم أجهزة دائرة التحكم بنية DSP + FPGA. DSP هو جوهر نظام التحكم المؤازم بأكمله ، حيث ينفذ خوارزمية التحكم في ناقلات المحرك. تتميز الشريحة بتردد على مدار الساعة القصوى البالغة 150 ميجا هرتز وتوفر مجموعة غنية من الواجهات المحيطية ، بما في ذلك وحدة الالتقاط (CAP) ، واجهة تشفير بصري (QEP) ، و 12 - bit - المحول إلى digital (ADC) الواجهة المحيطية (SPI) ، ووحدة تحكم شبكة المنطقة المحلية المعززة (ECAN).
يستخدم الكشف الحالي عن مرحلة المحرك مقاوم أخذ العينات لتحويل الإشارة الحالية التي يتم استشعارها بواسطة المستشعر الحالي لتأثير القاعة في دائرة الطاقة في إشارة الجهد. بعد المعالجة من خلال دائرة تكييف AMP ، يكون الجهد الناتج قيمة 0-3V ، والتي تتم معالجتها بعد ذلك بواسطة DSP. يتم استشعار التيار في المدخلات التناظرية ADC.
يتم عزل إشارات مفتاح الإدخال الخارجي ومعالجتها باستخدام Optocouplers ، ثم المستوى - تم تحويله قبل إدخاله إلى منافذ I/O الخاصة بـ DSP.
للسماح لـ DSP بمزيد من الوقت لتنفيذ خوارزمية التحكم في المحرك ، يستخدم التصميم FPGA لاتصال البيانات واكتسابها. يتم تطبيق ذاكرة الوصول العشوائي المزدوجة - داخل FPGA لتسهيل نقل البيانات باستخدام DSP عبر ناقل.
يكتشف FPGA في المقام الأول مدخلات السرعة وعزم الدوران ، ويخرج السرعة الفعلية وعزم الدوران ، ويقرأ ويخزن بيانات موضع التشفير المطلقة 17 بت ، وعرض الضوابط LED ، واكتشاف ومعالجة إنذارات الطاقة الرئيسية ودائرة الطاقة. كما أنه ينقل إشارات الموضع إلى النظام عبر حافلة تسلسلية.
تصميم أجهزة دائرة الطاقة
يتم تحديد وحدات الطاقة المختلفة بناءً على متطلبات الطاقة . 1200 v ، يتم تعبئة أنابيب الطاقة IGBT 50A داخليًا معًا لتشكيل دائرة العاكس ودائرة الفرامل ثلاثية-. يتم دمج دوائر السائق أيضًا ، إلى جانب دوائر الكشف عن الأعطال وحمايةها للجهد الزائد ، والتيار الزائد ، والارتفاع درجة الحرارة ، والجهد. يتم عزل إخراج إشارات PWM الستة بواسطة دائرة التحكم عن طريق Optocouplers السريع لقيادة وحدة IPM.
تتضمن دائرة الطاقة آلية حماية خطأ IPM. يتم اكتشاف إشارات حماية الأعطال في الوقت الحقيقي بواسطة الأجهزة. بمجرد اكتشاف DSP من لوحة التحكم في إشارة حماية الأعطال ، تتم معالجتها بواسطة برنامج إنذار في DSP ، والذي يعطل على الفور إخراج إشارة محرك PWM ويصدر رسالة إنذار إلى برنامج تشغيل المؤازرة. تستخدم دائرة أخذ العينات الحالية مستشعرًا تيارًا لتأثير القاعة لقياس التيار الفوري لمراحل U و W للمحرك في الوقت الفعلي. ثم يتم نقل القيم الحالية المقاسة إلى دائرة التحكم للمعالجة وتوصيلها بقنوات التناظرية A/D من DSP.
يستخدم مصدر طاقة التحكم حل إمدادات الطاقة التبديل ، باستخدام أجهزة تبديل الطاقة. تلبي دائرة إمداد الطاقة هذه متطلبات الحجم المدمج ، والموثوقية العالية ، ونطاق إدخال AC واسع ، وتموج الطاقة المنخفضة.
تنفيذ برمجيات وحدة التحكم Servo
يتم كتابة برنامج وحدة التحكم المؤازرة في C. كل خوارزمية تستخدم تصميمًا معياريًا ، مما يؤدي إلى بنية برنامج مضغوطة وواجهات الوحدة النمطية. يتكون برنامج المؤازرة من برنامج رئيسي وروتين خدمة مقاطعة PWM.
يؤدي البرنامج الرئيسي في المقام الأول مهام التهيئة ، بما في ذلك تهيئة الأجهزة الطرفية DSP (ساعة النظام ، SPI ، ADC ، CAN ، SCI ، I/O ، مدير الأحداث) وإعدادات المقاطعة ، وحساب معلمات المؤازرة. كما أنه يتعامل مع مهام معالجة نظام الوقت أقل واقعية- داخل الحلقة الرئيسية.
يقوم روتين خدمة PWM بمقاطعة PWM بتنفيذ خوارزمية التحكم في ناقل المحرك الأكثر واقعية - - مع دورة تحكم قدرها 100µs. إنه يقرأ في المقام الأول البيانات المرسلة من FPGA عبر الناقل (بيانات المشفرات المطلقة ، أوامر السرعة والعزم) ، ويعينات التيارات المرحلة IU و IW ، وتنفيذ تحكم PID الحالي ، ويؤدي تحويلات CLARK ، وتحويلات الحديقة ، وتحويلات الحديقة العكسية ، وتنفيذ خوارزمية للتحكم في ناقلات مساحة SVPWM ، وتوليد إشارات PWM. علاوة على ذلك ، بعد كل 10 مقاطعات مؤقت PWM ، فإنه يقوم بحساب السرعة والتحكم في PID حلقة السرعة.
الوسم : شركة Electric Servo Drive ، مصنعي Drive Electric Electric ، المصنع ، المصنع
