在某些传动领域内,需要对被控对象实现高精度的位置控制,而实现精确位置控制的一个基本条件是需要有高精度的执行机构。当脉冲当量和进给速度都要求太高时,传统的步进电机或直流伺服电机将面临一系列问题,且实现起来难度大,成本较高。而近些年兴起的交流伺服电机传动技术却能以较低的成本获取极高的位置控制精度,世界上许多知名电机制造商如松下,三洋,西门子等公司纷纷推出自己的交流伺服电机和伺服驱动器。日本松下公司的MINASA系列为比较典型的一种。结合笔者使用该伺服电机驱动器的体会,将对该伺服电机驱动器作简要介绍。
在位置控制方式下,伺服驱动器接收数控主机发出的位置指令信号脉冲／方向,送入脉冲列形态,经电子齿轮分倍频后,在偏差可逆计数器中与反馈脉冲信号比较后形成偏差信号。反馈脉冲是由光电编码器检测到电机实际所产生的脉冲数,经四倍频后产生的。位置偏差信号经位置环的复合前馈控制器调节后,形成速度指令信号。速度指令信号与速度反馈信号与位置检测装置相同比较后的偏差信号经速度环比例积分控制器调节后产生电流指令信号,在电流环中经矢量变换后,由SPWM输出转矩电流,控制交流伺服电机的运行。位置控制精度由光电编码器每转产生的脉冲数控制。它分增量式光电编码器和绝对式光电编码器。增量式编码器构造简单,易于掌握,平均寿命长,分辨率高,实际应用较多。本系统采用的是增量式光电编码器。绝对式光电编码器按二进制编码输出,信号线多,由于精度取决于位数,所以高分辨率不易得到。但是这种编码器即使不动时也能输出绝对角度信息,主要用于全闭环高级数控机床中。