[发明专利]基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器

权利要求书

1.一种基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器，其特征在于，包括交流电源、整流电路、功率逆变器、电机、电流检测单元、编码器、位置反馈单元、可编程逻辑控制单元、微处理器、PWM脉宽调制单元和光耦驱动单元，交流电源输出的电源通过整流电路整流后并通过功率逆变器进行变频变压转换成电机的工作电压；电流检测单元采集电机的工作电流信号并传输至微处理器; 编码器为增量式编码器和/或绝对式编码器，设置于电机的动力输出端以获取电机转子的位置信号并传输至位置反馈单元，且位置反馈单元根据可编程逻辑控制单元的设置来选择位置反馈采用增量式编码器或绝对式编码器，并将相应的位置信号通过可编程逻辑控制单元传输至微处理器；微处理器根据反馈的电流信号及位置信号计算电机转子的位置和当前速度，实现电流环/速度环/位置环的控制，并输出相应的PWM信号到PWM脉宽调制单元，然后通过光耦驱动单元送至功率逆变器以调制电机的工作电压。

2.根据权利要求1所述的基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器，其特征在于，微处理器包括电流信号接收单元、位置信号接收单元、电流环/速度环/位置环的控制电路和PWM信号输出单元，所述电流信号接收单元与电流检测单元连接以接收电流信号，所述位置信号接收单元与可编程逻辑控制单元连接以接收位置信号，所述电流环/速度环/位置环的控制电路根据所述电流信号和位置信号计算出电机转子的位置和当前速度，从而生成相应的PWM信号，并通过所述PWM信号输出单元发送给所述PWM脉宽调制单元。

3.根据权利要求1所述的基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器，其特征在于，所述微处理器的处理过程如下：

接收输入的电流信号和位置信号；

对所述电流信号进行极性判断，同时将所述位置信号转换成对应的速度信号；

将经过极性判断处理后获得的电流信号进行Park变换，然后进行PI调节，生成对应的电压信号；

根据速度信号和电流信号生成电压补偿信号；

将电压信号和电压补偿信号叠加生成对应PWM信号。

4.根据权利要求1所述的基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器，其特征在于，所述电流检测单元包括依次连接的用于检测电机相电流的采样电阻、线性光耦合器、运算放大器、模数转换单元及数字信号处理器，所述的数字信号处理器设有温度补偿单元及与温度补偿单元相连的电流计算单元；所述的采样电阻表面设有一温度传感器，温度传感器经模数转换单元与温度补偿单元相连，温度补偿单元接收温度信号补偿采样电阻的电阻值以消除温度对采样电阻的阻值的影响；采样电阻的电压信息通过线性光耦合器、运算放大器及模数转换单元与电流计算单元相连，电流计算单元根据采样电阻的电压信息及补偿后的采样电阻的电阻值计算电机相电流。

5.根据权利要求1所述的基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器，其特征在于，所述电流检测单元采用磁场平衡式霍尔电流检测器进行电流信号检测。

6.根据权利要求1所述的基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器，其特征在于，所述电流检测单元采用电流互感器进行电流信号检测。

7.根据权利要求1所述的基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器，其特征在于， 所述位置反馈单元包括编码器接口、增量式编码器接口管理电路、绝对式编码器接口管理电路、差分接收检测电路，增量式编码器接口通过差分接收检测电路与逻辑控制电路相连接，绝对式编码器接口通过差分接口芯片与逻辑控制电路相连接，编码器接口外接编码器，并通过可编程逻辑控制单元的设置来选择位置反馈采用增量式编码器或者绝对式编码器。

8.根据权利要求1所述的基于电流检测和位置反馈结构的交流伺服驱动器，其特征在于，所述电机为交流感应伺服电机。