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    埃姆依(武漢)系統工程有限公司

    伺服放大器硬件電路設計

    2017-12-26 14:07

    伺服放大器控制核心選用89C51系列芯片,該芯片為一種帶閃速可編程、可擦除只讀存儲器(PEROM)的低電壓、高性能CMOS?8位微控制器。其特性如下:閃速存貯器、128字節RAM、I/O線、16位定時/計數器、兩極中斷源結構、全雙工串行口、精確的模擬比較器、片內震蕩器和時鐘電路西甲足彩。
    整套電路由CPU、看門狗電路西甲足彩、信號采集電路、功率驅動西甲足彩、電源電路等組成西甲足彩。JSQ-200系列伺放電路原理見圖1。
    3.1西甲足彩、看門狗電路
    伺服放大器專門設計有軟西甲足彩、硬件配合的自啟動西甲足彩、復位電子狗電路,可保證在發生程序“走飛”或“死機”的情況下,快速及時的恢復正常工作(時間可控制在0.3s以內),確保設備運轉安全。
    3.2西甲足彩、信號采集電路
    進入伺服放大器的控制信號和位置反饋信號,先后經過電流-電壓轉換、濾波西甲足彩、?A/D轉換,最后通過光電隔離耦合引入單片機I/O口西甲足彩。
    由于現場不確定因素較多西甲足彩,為避免進入伺服放大器的控制信號和位置反饋信號相互干擾、發生整套控制系統的“共地”問題,在電路設計中做到了兩個信號采集通道的徹底隔離,包括兩通道的供電、單片機的供電也采用了相互獨立的電源。(電源電路參見圖2)
    3.3、功率驅動輸出電路
    根據其他型號伺放在現場的使用情況看,伺服放大器損壞幾率最高的就是功率驅動輸出電路,原因主要是驅動的是有感負載,而感性負載在電子開關斷開時對功率驅動輸出電路會產生反電勢沖擊西甲足彩,特別是隨著執行器功率的增大西甲足彩,電動機功率、電感量也隨之增大,伺服放大器功率驅動輸出電路在反電勢沖擊下損壞的可能性也不斷增加,伺放壽命相應縮短西甲足彩。
    JSQ-200系列伺服放大器功率驅動輸出電路采用了可控硅過零觸發方式,即電子開關控制接通或斷開感性負載電源時西甲足彩,發生在交流電過零時刻,從而降低了在可控硅開關時,感性負載產生的反電勢與交流電峰值雙重疊加作用在可控硅兩端的電壓。另外還采用了阻容吸收與壓敏電阻釋放并列作用保護電子開關西甲足彩,降低了電子開關斷開時西甲足彩,負載產生的反電勢對其的破壞西甲足彩。電路設計中選用了高反壓雙向可控硅,一方面可以防止電子開關斷開時,因為負載產生的反電勢誘發可控硅誤導通,提高系統可靠性。另一方面可以防止反電勢擊穿損壞可控硅,提高設備的可靠性以上措施非常實用西甲足彩、有效,幾年來通過幾十臺JSQ-200型系列伺放在現場的使用情況看,無一臺功率驅動輸出電路損壞。
    3.4、動態時間常數的設置
    伺服放大器的動態時間是常被忽視的重要技術性能西甲足彩,該動態時間的實際意義還沒有看到有效的解釋或定義西甲足彩,在伺服放大器的技術指標中也沒有注明。伺服放大器的動態時間常數直接決定了伺放的響應時間,進而影響伺服放大器的性能和整套控制系統的調節品質。實際使用中,伺服放大器的動態時間常數大,對信號的濾波效果就好,系統穩定性提高西甲足彩,執行器不易發生震蕩西甲足彩,但系統的動態響應慢西甲足彩,死區大(即控制信號與反饋信號差值較大,有的達到3%以上)不利于調節品質的提高;反之西甲足彩,有些伺放品種因為響應時間太快,在執行器動作的瞬間,位置反饋剛開始變化,伺服放大器就停止功率輸出,結果是執行器將本來動作一次完成的(1%左右)分成幾次甚至十幾次西甲足彩,使執行機構動作V2極為頻繁,行走卻很慢,很不利系統調節品質的提高西甲足彩,也降低了執行器機械制動的使用壽命
    伺服放大器的動態響應時間,不能只通過伺放單體獨立的進行確定或測試,必須與上下游關聯設備系統一起進行試驗和確定西甲足彩。
    JSQ-200伺服放大器的動態時間常數主要取決于A/D轉換時間西甲足彩、單片機運算速度以及信號輸入通道的濾波電容,在?A/D轉換時間西甲足彩、單片機運算速度確定后,其中改變濾波電容是主要的調節手段西甲足彩。通過幾年來在現場的大量試驗,最終確定了JSQ-200型系列伺服放大器的動態時間常數。
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