第
24
卷第
6
期
2007
年
6
月
机 电 工 程
M ECHAN ICAL & EL ECTR ICAL EN G INEER IN G MA GA ZINE
Vol. 24 No. 6
Jun. 2007
收稿日期
: 2007 - 01 - 19
基金项目
:
安徽省教育厅自然科学重点科研项目
( 2005kj006zd)
作者简介
:
凌有铸
( 1962 - ) ,
男
,
安徽庐江人
,
副教授
,
主要从事电力电子技术及现代电力传动控制方面的研究 。
永磁同步电机交流伺服系统检测电路
凌有铸 ,刘丙友
(
安徽工程科技学院 安徽省电气传动与控制重点实验室
,
安徽 芜湖
241000)
摘 要 :交流伺服系统检测电路由电流 、
电压 、
转速及位置检测电路组成 。讨论了伺服电机的直流
母线电压 、
电机定子相电流及转速与位置信号的检测电路 。从检测电路获取的电流 、
电压 、
转速及
位置信号为系统的控制提供依据 ,从而使系统能够获得好的性能 ,为进一步发展研究提供了依据 。
关键词 :交流伺服 ;检测电路 ;永磁同步电机
中图分类号 : TM301. 2 文献标识码 : A
文章编号 :
1001 - 4551 ( 2007) 06 - 0052 - 03
Test c ircu it of AC servo system for PM SM
L ING You
2zhu, L IU B ing2you
(Anhui Provincial Key L aboratory of Electric and Control, Anhui U niversity of Technology and Science, W uhu 241000, China)
Abstract: Test circuit of AC servo system was composed of current test circuit, voltage test circuit, speed and po sition test
circuit. DC vo ltage, phase current in mo to r stato r and the speed and po sition test circuit of servo system were disscussed.
The signal of current, voltage, speed and po sition which were go t by test circuit brought warranty fo r the system to control,
so that this system could get a good control performance. And it takes a foundation fo r developm ent.
Key words: AC servo; test circuit; perm anent m agnet synchrouous motor ( PM SM )
0
前 言
目前 ,交流伺服系统在控制领域得到了越来越
广泛的应用 。虽然无速度传感器交流伺服系统得到
了一定的发展 ,但是电流 、
电压 、
转速及位置三环伺
服系统依然是高性能全数字交流伺服系统研究的主
流 。因此 ,精确获取 PMSM 的直流母线电压 、
电机
定子相电流 、
转速与位置信号就成为整个交流伺服
系统的关键 ,获取的信号的精确 、
可靠程度直接影响
到系统性能的优劣 。电流闭环 、
电压闭环 、
速度和位
置闭环为交流伺服系统获得良好的控制性能提供了
可能 。3个环的输入分别为电动机相电流 、
直流母
线电压 、
电动机转子位置和速度 ,由传感器获取后构
成检测电路 。电动机相电流的检测是为了实现电流
闭环控制和主电路的过流保护 ;直流母线电压的检
测是为了满足电压空间矢量调制的需要 ;而电动机
转子位置和速度的检测是为了实现位置闭环和速度
闭环控制 。
本研究介绍伺服电机的直流母线电压 、
电机定
子相电流及转速与位置信号的检测电路 。
1
电流 、
电压检测电路
1. 1 定子相电流的采集
在永磁同步电机交流伺服系统中 ,控制器需要
及时 、
准确地知道电机定子相电流的实际大小 ,以实
现电流控制和电流保护 。电流采样必须实时可靠 。
电流 检 测 通 常 有 以 下 几 种 方 式
[ 1 ]
: ①电 阻 采 样 ;
②采用磁场平衡式霍尔电流检测器 (LEM 模块 ) ;
③采用电流互感器 。目前 ,广泛使用的是磁场平衡
式霍尔电流检测器 (LEM 模块 ) 。该 LEM 模块把互
感器 、
磁放大器 、
霍尔元件和电子线路集成在一起 ,
具有测量 、
反馈 、
保护 3重功能 。它的工作原理是 :
当外电路供给其电流时 ,将产生磁感应强度为
B
的
磁场 ,垂直穿过霍尔元件 ,同时在信号电压输出端有
霍尔效应电压
U
二线性输出 。LEM 模块使用方便 ,
电流过载能力强 ,且整个传感器已模块化 ,套在被测