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- 伺服系统称为伺服系统，自动控制系统，例如机械位置的CNC车床或作为控制对象的角度，例如CNC车床。使用伺服系统中的驱动电机具有快速响应速度，准确定位，旋转惯量（使用电机系统中的伺服电机很大，以便能够连接诸如螺钉的机械部件。伺服电机有一个特殊的小惯性电机，以获得非常高的响应速度。然而，这种电机的过载能力低，并且当在进料伺服系统中使用时，必须加速减速装置。惯性的时刻反射系统的加速特性，选择伺服电机时，系统的旋转惯性不能更大比电机转速的次数3倍），这种专用电机称为伺服电机。当然，基本工作原理和普通的直流电机没有差异。这种类型的电动机的专用驱动单元被称为伺服驱动单元，有时称为伺服器，通常，内部包括电流，速度/或位置闭环。
- 2021-06-22 23:12:20
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- 直流电机驾驶控制电路设计田间效果管，杜阳，张红，董喜成（1.西华大学电器信息学院，中国城察610039;中国科学院光电技术研究所，成都610209 ，中国）1简介长期以来，直流电机已成为大多数换档运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择，具有良好的线性特性，控制性能优异。特别是随着计算机在控制场中的开发，高开关频率，全控制型第二代功率半导体器件（GTR，GTO，MOSFET，IGBT等），以及脉冲宽度调制（PWM）DC速度的应用控制技术，直流电机获得各种应用。为了适应小型直流电动机的需求，每个半导体供应商都引入了直流电机控制专用集成电路，这构成了基于微处理器控制的直流电机伺服系统。然而，由专用集成电路构成的DC电动机驱动器的输出功率受到限制，并且不适用于高功率直流电动机驱动需求。因此，使用N沟道增强场效应管构建H桥以实现高功率直流电动机驱动控制。驱动电路可以满足各种类型的直流电机要求，直接与微处理器接口有快速，准确，高效，低功耗等，可以应用PWM技术实现直流电机速度控制。 2直流电机驱动控制电路整体strUC电动机驱动控制电路被分成光电隔离电路，电动机驱动逻辑电路，驱动信号放大电路，电荷泵电路，H桥电源驱动电路和电路框图，如图2所示。 。从图中可以看出，电动机驱动控制电路的外界面很简单。其主控制信号具有电动机运行方向信号DIR电机速度控制信号PWM和电动机制动信号制动器，VCC为驱动逻辑电路部分提供电源，VM是电机电源电压，M +，M - 是直流电机接口。在高功率驱动系统中，驱动回路与控制电路电隔离，降低了驱动控制电路的干扰外部控制电路。隔离控制信号通过电动机驱动逻辑电路产生电动机逻辑控制信号，该电动机驱动逻辑电路控制H桥的上臂和下臂。由于H桥由高功率N沟道增强场效应管组成，因此不可能通过电机逻辑控制信号直接驱动，并且控制信号必须通过驱动信号放大电路和电荷泵放大电路，然后驱动H桥电源驱动电路驱动。 DC。 3漏极电源驱动原理直流电机驱动器采用最广泛的H形全桥电路，该驱动电路有助于四象限的直流电机，对应前进，前进制动，反向，反向制动器。 H Bridge Power DRI的示意图VE如图2所示.4 H形全桥驱动电路的4个开关管在斩波状态下工作。 S1，S2是组，S3，S4是一个组，两组状态彼此相互补充，当一个集合打开时，另一个组必须关闭。当S1，S2接通时，S3，S4关闭，并且电机被添加到电压上以实现电动机的正确或倒车制动器;当S3，S4接通时，S1，S2关闭，并且电机都是反向电压，电动机反转或前向制动。在实际控制中，必须在四象限之间不断地切换电动机，即在正向和反向旋转之间，即，在S1，S2和S3，S4关闭到S1，S2关闭和S3， S4在这两个状态之间打开。这种情况理论上是要求的两组控制信号是完全互补的，但绝对互补控制逻辑可能导致上部和下部轴突通过实际开关装置穿过上部和下轴突。为了避免直接并确保每个开关管的协同作用和同步，这两组控制信号理论上需要相互反转，并且实际必须差异足够长的死区时间，这种校正过程可以通过硬件实现，即是，它可以通过鞋面和下轴突的两组控制信号之间的软件实现。在图1中。在图2中，4个切换管是第七二极管，其可以为线圈绕组提供延续电路。当电机正常运行时，驱动电流通过电机通过主开关。当电动机处于制动状态时，电动机在发电中运行，转子电流必须流过二极管管，否则电机会加热，即使它是严重的。 4直流电机驱动控制电路设计由直流电动机驱动控制电路框图，可以看出驱动控制电路结构简单，主要由四个部分电路组成，其中光电隔离电路简单，并且不再描述这里，详细描述了DC电动机驱动控制电路的其他部分。 4.1 H桥驱动电路设计H桥电路通常用作直流电机控制中驱动器的电源驱动电路。由于功率MOSFET是电压控制部件，因此它具有输入阻抗的特点，快速开关速度，无次分辨现象，以满足高速切换动作需求，因此通常使用构成H桥电路的桥臂的功率MOSFET。 H桥电路4功率MOSFET使用N沟道类型和P沟道类型，并且P沟道功率MOSFET通常不被下轴突驱动电动机使用，因此有两个可行的方案：一个是上桥臂，分别，2 P沟道功率MOSFET和2N通道功率MOSFET;另一种是上桥臂与N沟道功率MOSFET一起使用。相对，2N沟道功率MOSFET和2 P沟道功率MOSFET驱动电机，控制电路简单，成本低。但是，由于机加工的原因SS，P沟道功率MOSFET的性能是N沟道功率MOSFET的差异，驱动电流小，并且用于功率的小功率。并且一方面，N沟道功率MOSFET具有高迁移率，频率响应更好，横梁大;另一方面，可以增加电流，降低导通电阻，降低成本，减少该区域。考虑到系统电源，可靠性要求和N沟道功率MOSFET的优点，这种设计采用了同一N沟道功率MOSFET的四个H桥电路，具有更好的性能和更高的可靠性，并且具有更大的驱动电流。电路图如图3所示。在图中，VM是电动机电源电压，4个二极管是二极管DIODE，输出端子并联连接C6，其用于减小电感元件电动机产生的峰值电压。 4.2电荷泵电路设计电荷泵的基本原理是通过电容产生高压，使电荷的累积，使电流从低电位流到高潜力。最早的理想电荷泵模型是1976年提出的J. Dickson，当该电路为推荐EPROM提供所需的电压时。后来，j.witters，托鲁·罗扎瓦等。改进J. Dickson的电荷泵模型，提出了一个相对准确的理论模型，并通过实验证实了相关的理论公式。随着集成电路的不断发展，基于低功耗，低成本的考虑，应用电路设计中的电荷泵N越来越宽。简单的电荷泵原理电路图如图4所示。电容器C1的一端通过二极管D1连接到VCC，电容器C1的B端连接到VIN的平方波。当B点电位为0时，D1接通，VCC开始向电容器C1充电，直到节点A到达VCC的电位;当电位上升到高水平的VIN时，由于电容器两端的电压不能在这段时间内旋转，因此点势升至VCC + VIN。因此，点A处的电压是方波，最大值是VCC + VIN，最小值为VCC（假设二极管是理想的二极管）。点的方波通过简单的整流滤波，WhiCH提供高于VCC的电压。在驱动控制电路中，H桥由四个N沟道功率MOSFET组成。为了控制每个MOSFET，每个MOSFET的栅极电压必须高于栅极电压。通常，MOSFET完全可靠，其栅极电压通常为10 V，即VCS> 10 V.对于H桥接桥臂，可以直接导通; 2个用于上桥臂的MOSFET，使VGS> 10 V，必须满足VG> VM + 10 V，即驱动电路必须能够提供高于电源电压的电压，这需要额外的升压电路在驱动电路中提供高于门10 V的电压。考虑VGS具有上限请求，当MOSFET接通时，VGS为10 V〜15 V，即控制栅极电压随栅极电压而变化，即浮栅驱动器。因此，在驱动控制电路中设计了电荷泵电路，用于在VM上方提供电压Vh，驱动电源管。其电路示意图如图5所示。电路中的一部分是方波产生电路，该方波产生电路由RC和反向施密特触发组成，产生VIN = 5V的方波的幅度。B部分是电荷泵电路，由三阶电荷泵组成。当点低时，二极管D1导电电容器C1充电，使得B点电压Vb = VM-VTN;当一个点高时，电容器C1电压不能突变，因此B点电压Vb = Vm + Vin -VTN，此时，二极管D2接通，电容器盈摩C3充电，使C点电压Vx = VM + VIN-2VTN;当点低时，二极管D1，D3接通，电容C1，C2分别被充电。使D点电压VD = VM + VIN-3VTN;电容C3，C4分别被充电，电子点电压Ve = VM + 2Vin-4VTN。这是如此循环，它是GM = VM + 11.4 V高于VM的电压VH = VM + 3V。其中VM是二极管压降，这通常为0.6V。这确保了上臂H桥完全打开。 4.3电机驱动逻辑和放大电路设计直流电机驱动电机驱动电路电机驱动逻辑和放大电路主要实现外部控制信号的开关和放大，以驱动H桥控制信号。在控制之后信号DIR，PWM，制动器由栅极电路解码，导致四个控制信号M1'，M2'，M3'，M4'，然后由三极管放大，产生用于控制H桥的四个信号。 M1，M2，M3，M4。其电路示意图如图6所示。其中VH是通过电荷泵的VM电压，VM是电动机电压。当电动机运行时，H桥的上臂处于常开或常闭状态。从DIR控制，下臂由PWM逻辑电平控制，导致可持续调节的控制电压。在该方案中，上臂MOSFET仅在通换电动机时执行切换，并且电机具有非常低的开关频率，低端由逻辑电路直接控制，并且标志L级别的逻辑电路更快，可以满足不同的频率要求。还有一个优点是上臂慢，下臂更快地关闭，因此实际控制在没有上臂和下臂的情况下瞬间反转，并且电流冲击减小。 Mosfet生活。 5直流电机PWM速度控制直流电动机速度n =（U-IR）/kφ，其中U是电枢端电压，I是电枢电流，R是电枢电路总电阻，φ是每极磁通量，k是电动机结构参数。直流电机速度控制可分为激励控制方法和电枢电压控制方法。激励控制方法是控制磁通量，该磁通量小于控制功率。当低速低速时，我S受限于反向火花和换向器的结构强度，高速，由于励磁盘管电感差，因此控制方法非常小。大多数应用使用电枢电压控制方法。作为电力电子技术的进步，改变电枢电压可以通过各种方式实现，其中PWM（脉冲宽度调制）是改变电枢电压的调节方法。 PWM速度控制的基本原理是打开并断开固定频率的功率，并改变时间比率（占空比）以改变时间比（占空比）以改变直流电机电电气机电的电压。空比改变，从而改变平均电压和孔TROLS电机的速度。在脉冲宽度速度控制系统中，当电动机通电时，当电动机断电时，速度会降低。只要电力的通过根据某些规则的改变，可以控制电动机速度。此外，由PWM技术组成的无级稳压器系统。在启动和停止时，DC系统对DC系统没有震动，具有小的启动功耗和稳定运行的特点。当电动机始终打开时，电机速度最大为Vmax，占空比为d = t / t，电机的平均速度Vd是：Vd = Vmaxd在改变占空比时公式比率d = t / t，您可以获得不同的电机平均速度速度，以达到加速的目的。严格来说，通常在一般应用中，平均速度和占空比D不是严格的线性关系，可以在线关系中类似地观看。在直流电动机驱动控制电路中，PWM信号由外部控制电路提供，并且在电动机驱动逻辑之后，驱动电动机驱动逻辑，H桥下臂MOSFET的开关被驱动以改变平均电压直流电机电电机电。电机的速度，实现了直流电机PWM速度控制。 6与N沟道增强型场效果管的连接作为核心，基于由H桥PWM控制的驱动控制电路，它具有良好的工作性能，用于DC电机的正极和横向控制和调速。 T.他的实验结果表明，直流电机驱动控制电路稳定可靠，电机速度调节响应快。可以满足实际工程应用的要求，具有良好的应用前景。
- 2021-06-22 23:11:07
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- 直流伺服系统电动机有什么作用,目前的直流伺服电动机从结构上讲,就是小功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。 直流电机是磁场不动，导体在磁场中运动；交流电机是磁场旋转运动，而导体不动. 直流电动机分为定子绕组和转子绕组.定子绕组产生磁场.当通直流电时.定子绕组产生固定极性的磁场.转子通直流电在磁场中受力.于是转子在磁场中受力就旋转起来.直流电机构造复杂.造价高.
- 2021-06-22 23:11:07
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