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直流伺服系统的稳态设计是怎样的?

time:2021-08-06    Author: Smart Star

      稳态设计是DC伺服系统开发中必不可少的环节,主要包括DC电机、DC伺服电机功率驱动元件的选择、DC伺服电机控制专用集成电路和DC检测装置。

 1.DC伺服电机控制专用集成电路的选择

  随着DC伺服电机控制单元集成度的不断提高,不同功能的单元集成在一起,使得选型和设计更加简单。伺服系统中常用的伺服控制ASIC包括作为速度/电压转换器的L290和参考电压发生器。L291是D/A转换器的加速度调节放大器;L292是一个脉宽调制DC伺服电机驱动器。

  2.DC伺服电机的选择

  DC伺服系统中的执行机构-电机种类繁多,根据其性能和结构可分为DC伺服电机、DC力矩电机和DC无刷电机。选择执行电机不仅仅是确定电机的类型和控制方式,还要确定具体的型号和规格,这就需要定量核算。

  3.DC伺服电机功率驱动元件的选择

  驱动DC伺服电机的功率放大器有很多,其中常用的元件有晶闸管、巨晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(功率MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。然而,目前应用最广泛的是脉宽调制放大电路。

  (1)巨型晶体管

  GTR是一种大功率、高背电压的双极晶体管,可直接控制DC伺服电机的电枢电压,并可与带过流/过压保护的驱动模块一起用作电源开关。GTR参数可分为动态参数和静态参数。由GTR构成的功率驱动电路分为不可逆调速电路和可逆调速电路。

  不可逆调速电路。不可逆调速电路是利用晶体管控制DC伺服电机电枢进行单向调速的电路。速度控制电路也分为线性放大和PWM。对于线性放大电路的选择,如果采用连续DC信号进行控制,则采用集电极或发射极作为输出;如果DC系统需要制动,可以选择带制动电路的晶体管不可逆调速电路。

  4.DC检测装置的选择

  (1)角度测量(位移)装置的选择

  一般来说,伺服系统中常用的角度传感器有电位器、自整角机和旋转变压器。

  选用电位器,电位计分直线位移式和旋转式,可由DC或交流供电。当滑动触点运动时,阻力与滑动臂的转角(或位移)成线性关系,也可以做成非线性函数关系,因此在伺服系统中得到广泛应用。

  同步机和旋转变压器的选型。通常,自整角机和旋转变压器使用:作为一对与接收器连接,另一个作为接收器与系统的输出轴连接。电线通常用来连接发射机和接收机。(2)DC测速发电机的选择

  在DC装置中,为了实现速度闭环,还需要速度测量装置。目前,DC测速发电机是应用最广泛的转速表。测速发电机一般分为以下几个系列:ZCF系列DC测速发电机、CY系列DC永磁测速发电机和CYD系列高灵敏度DC测速发电机。


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