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在某些傳動領域內,需要對被控對象實現高精度的位置控制,而實現精確位置控制的一個基本條件是需要有高精度的執行機構。當脈沖當量和進給速度都要求太高時,傳統的步進電機或直流伺服電機將面臨一系列問題,且實現起來難度大,成本較高。而近些年興起的交流伺服電機傳動技術卻能以較低的成本獲取極高的位置控制精度,世界上許多知名電機制造商如松下,三洋,西門子等公司紛紛推出自己的交流伺服電機和伺服驅動器。日本松下公司的MINASA系列為比較典型的一種。結合筆者使用該伺服電機驅動器的體會,將對該伺服電機驅動器作簡要介紹。
在位置控制方式下,伺服驅動器接收數控主機發出的位置指令信號脈沖／方向,送入脈沖列形態,經電子齒輪分倍頻后,在偏差可逆計數器中與反饋脈沖信號比較后形成偏差信號。反饋脈沖是由光電編碼器檢測到電機實際所產生的脈沖數,經四倍頻后產生的。位置偏差信號經位置環的復合前饋控制器調節后,形成速度指令信號。速度指令信號與速度反饋信號與位置檢測裝置相同比較后的偏差信號經速度環比例積分控制器調節后產生電流指令信號,在電流環中經矢量變換后,由SPWM輸出轉矩電流,控制交流伺服電機的運行。位置控制精度由光電編碼器每轉產生的脈沖數控制。它分增量式光電編碼器和絕對式光電編碼器。增量式編碼器構造簡單,易于掌握,平均壽命長,分辨率高,實際應用較多。本系統采用的是增量式光電編碼器。絕對式光電編碼器按二進制編碼輸出,信號線多,由于精度取決于位數,所以高分辨率不易得到。但是這種編碼器即使不動時也能輸出絕對角度信息,主要用于全閉環高級數控機床中。