一种高精度稀土永磁无刷直流电动机伺服系统设计

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1、一种高精度稀土永磁无刷直流电动机伺服系统设计’武’刚’芦’刚’李声晋%中图分类号：!"#$&’’’’’’文献标识码：(’’’’’’文章编号：&))&*$+,+（-)).）).*))$&*)#一种高精度稀土永磁无刷直流电动机伺服系统设计武’刚，芦’刚，李声晋（西北工业大学，西安.&)).-）摘’要：介绍了全数字化高精度伺服系统。设计了一种以高性能数字信号处理器!"/#-)0-+&-为主控核心，采用旋转变压器作为检测元件，伺服驱动单元为无槽结构的稀土永磁无刷直流电动机。实验结果表明，系统运行平稳，具有较好的动态性能，可达到较高的角度位置和速度精度。关键

2、词：高精度；伺服系统；!"/#-)0-+&-；稀土永磁；无刷直流电动机!"#$%&’()$%*+,,-./,01/."2"/.3*456.-#*7"##!85’3’.9".:’90#3";123456，723456，78/9:56*;<5（=>?@9A:B@:?5C>DE@:F955@?>DD:K9<694FFL?4FEB:?G>BEB@:MA4BK:B<65:KN!9:B:?G>BEB@:MLB:K4BD>@D:BB?4?:*:4?@9C"O?

3、LB9D:BBPJM>@>?4BB:?G>K?DG:?A4BLB:K@>@:B@@9:?>@4@>?，45K49<69Q:?R>?M45F:P/C*!"/#-)0-+&-A4BLB:K4B@9:F>5@?>DD:?N/>M:@:B@BB9>AQ?:D?M45F:A<@99<694FFL?4FE>R456D:Q>B<@<>545KBQ::KF>5@?>DN=>?@A1!9：T<69Q?:F5；

4、/:?G>BEB@:M；!"/#-)0-+&-；U4?:*:4?@9C"；V7PJ"术。无刷直流电动机一般采用方波驱动方式，但BC引C言是当电机的反电势为正弦波或类正弦波时，采用随着电子技术、控制理论和稀土永磁材料的正弦波驱动方式能够得到较低的转矩纹波，实现发展，稀土永磁无刷直流电动机伺服系统以其优平滑运转和较低的工作噪声，具有良好的控制效异的性能和显著的优点得到了广泛应用。实现全果，能够提高伺服系统的精度和性能；无槽结构数字化、智能化软件伺服是未来高精度、高智能、的无刷直流电机消除了齿槽效应，具有转矩波动高可靠性稀土永磁无刷直流伺服系统的重要发展

5、小、运行平稳、噪声低、电枢电感小、定位干扰方向。本文介绍了以高性能数字信号处理器力矩小等特点，从结构上使得高精度控制更为容!"/#-)0-+&-为控制核心的高精度稀土永磁无刷易。采用正弦波驱动方式，要求电机安装有高分直流电动机数字伺服系统；分析了系统的工作原辨率的位置传感器以提供精确的转子位置信息。理；介绍了硬件构成及实现；阐述了软件工作伺服电机采用旋转变压器实现位置信号检测，能流程。够满足正弦波驱动的位置精度要求。伺服系统方案原理框图如图&所示，无槽无刷直流电机（V7P*DC系统硬件设计J"）是系统的伺服驱动单元。高性能数字信号处理DEDC系统方

6、案设计器!"/#-)0-+&-作为整个控制器的核心，根据控制算法产生$路C1"调制信号，与保护电路产生为了降低转矩波动，获得较高的精度，伺服的信号综合后，经过驱动电路放大控制逆变电路，系统采用的无刷直流电动机为无槽结构，换相控实现对无刷直流电动机的变频调速。信号产生电制方式为电压空间矢量（/WC1"）正弦波驱动技路产生稳定的正弦波信号作为旋转变压器的激励’’收稿日期：-))$*)+*--信号，并作为角度变换器（U:B>DG:?*@>*P<6<@4DJ>5*—$&—微电机).//C年)第8/卷)第C期（总第(7-期）!"#$"#，%&’）的参考信号。

7、旋转变压器与电机转子伺服控制器的功率电路原理图，逆变电路由7只位置同轴连接，实时检测电机转动位置，实现角3%0-C(/（(//E>8/2）构成，3%.(--的供电采用了度位置检测及反馈、速度计算及反馈功能。自举电路实现，用单电源经过-个二极管给逆变器的-个上桥臂驱动供电。*+,-./0.1(.发出的7路FG+信号经过3%.(--放大后驱动+5,0D*工作，实现无刷直流电动机的调速控制。3%.(--的运算放大器采集母线电流信号，送至*+,-./0.1(.的2>&转换引脚，实现电流闭环控制。3%.(--的02HI*输出信号接至*+,-./0.1(.的F

8、&F34*引脚，当其输出低电平时，FG+输出关闭，实现报图()伺服控制器原理框图警保护功能。3*%3F引脚也外接采样电阻，