发明名称 免电流感测器的交流伺服驱动器
摘要 一种免电流感测器的交流伺服驱动器,包括:比例积分(PI)控制器、两个一阶控制器(含极点和零点)、座标转换器、脉波宽度调变器、解耦补偿器、计数器及速度估测器所构成,以连接伺服马达组成交流伺服模组,利用伺服马达之编码器,在接受伺服模组一电流指令信号,作为 d、q轴的比例积分(PI)控制器及解耦补偿之输入电流指令信号,该d、q轴比例积分(PI)控制器产生之输出电压指令信号与解耦补偿产生之信号,形成经解耦补偿之控制信号输入座标转换器,再经脉波宽度调变器之信号调变以控制伺服马达,藉以改善电流感测器温飘特性恶化伺服马达控制及成本问题。
申请公布号 TWI295878 申请公布日期 2008.04.11
申请号 TW094133691 申请日期 2005.09.28
申请人 台达电子工业股份有限公司 发明人 蔡清雄
分类号 H02P7/29(2006.01) 主分类号 H02P7/29(2006.01)
代理机构 代理人 谢佩玲 台北市大安区罗斯福路2段107号12楼
主权项 1.一种不需电流感测器的交流伺服驱动器,系由伺 服马达及一连接于伺服马达之交流伺服驱动器,该 交流伺服驱动器包括有:比例积分(PI)控制器、至 少二个一阶控制器、一解耦补偿器、一座标转换 器、一脉波宽度调变器、一计数器及一速度估测 器,以构成一开回路控制之交流伺服驱动器电流回 路; 其中,利用伺服马达内含编码器所接受伺服模组之 一电流指令信号,直接程式控制形成解耦合所需之 电流回授信号,配合速度估测器由伺服马达所回授 之角速度回授信号,产生解耦合电流信号,藉以与d 、q轴之一阶控制器产生之输出电压指令信号Vd、 VQ,形成一经解耦补偿之控制信号输出至座标转换 器,转换为三相电压指令后经脉波宽度调变器调变 产生脉波宽度调变信号,输出至伺服马达使其产生 旋转转矩。 2.一种不需电流感测器的交流伺服驱动器,以应用 于交流伺服模组中,进行具解耦合功能之伺服马达 向量控制,包括: 一伺服马达,内含设一编码器; 一比例积分(PI)控制器,接受伺服模组一角速度指 令信号与速度估测器回授之转速回授信号所形成 之指令信号,并变换输出一转矩电流指令信号Iq*; 至少二个一阶控制器,其利用该伺服模组之电流指 令信号于编码器产生电流回授信号,作为d、q轴之 一阶控制器的输入电流指令信号,并产生一输出电 压指令信号Vd、VQ; 一解耦补偿器,其利用该伺服模组之电流指令信号 于编码器产生解耦电流信号回授,作为解耦合所需 之回授电流,并与上述输出电压指令信号形成一经 解耦补偿之控制信号; 一座标转换器,系将上述该控制信号进行d、q轴座 标转换并输出; 一脉波宽度调变器,将上述经座标转换后之控制信 号,调变产生脉波宽度调变信号输出至伺服马达, 使其产生旋转转矩; 一计数器,连接上述伺服马达之编码器,以输出角 速度感测信号,作为上述座标转换器、脉波宽度调 变器之触发时序信号,及速度估测器之输入信号; 一速度估测器,根据计数器输出之角速度感测信号 估测伺服马达转速,并输出一角速度回授回授信号 至上述解耦补偿器,同时与伺服模组一角速度指令 信号W形成一输入于比例积分(PI)控制器之指令信 号。 3.如申请专利范围第2项所述的不需电流感测器的 交流伺服驱动器,其中,该伺服马达内含之编码器, 系为一角度编码器,如解角器(resolver)、光电编码 器(photo encoder)等之其一,并产生角速度感测信号回 授至驱动器电流回路。 4.一种不需电流感测器的交流伺服驱动器,以应用 于交流伺服模组中,进行具解耦合功能之伺服马达 向量控制,包括: 一伺服马达,内含设一编码器; 至少二个一阶控制器,其利用该伺服模组之一电流 指令信号于编码器产生电流回授信号,作为d、q轴 之一阶控制器的输入电流指令信号,并产生一输出 电压指令信号; 一解耦补偿器,利用该伺服模组之一电流指令信号 于上述编码器产生解耦电流信号回授,作为解耦合 所需之回授电流,并与上述输出电压指令信号形成 一经解耦补偿之控制信号; 一座标转换器,系将上述该控制信号进行d、q轴座 标转换并输出; 一脉波宽频调变控制器,将上述经座标转换后之控 制信号,调变产生脉波宽频调变信号输出至伺服马 达,使其产生旋转转矩; 一计数器,连接上述伺服马达之编码器,以输出角 速度感测信号,作为上述座标转换器、脉波宽频调 变控制器之触发时序信号,及速度估测器之输入信 号; 一速度估测器,根据计数器输出之角速度感测信号 估测伺服马达转速,并输出一角速度回授信号至上 述解耦补偿器。 图式简单说明: 第一图系习知架构之电流回路方块示意图。 第二图系习知架构简化后之电流回路方块示意图 。 第三图系习知架构之模组系统响应曲线示意图。 第四图系本发明于速度模式控制架构之电流回路 方块示意图。 第五图系本发明于电流模式控制架构之电流回路 方块示意图。 第六图系本发明于开回路要求下由该习知简化架 构之简化电流回路方块示意图。 第七图系本发明第六图等效之简化电流回路方块 示意图。 第八图系本发明之模组系统响应曲线示意图。
地址 桃园县龟山乡工业区兴邦路31之1号
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