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联系人:刘建学
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全数字永磁交流伺服简介 |
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我所(西安微电机研究所)自主研制开发的全数字永磁交流伺服系统已形成系列产品,主要针对航空航天、伺服驱动系统等应用领域。系统依托DSP、IPM硬件结构,采用旋转变压器作为系统位置、速度的反馈传感器(根据要求也可采用光电编码器作为传感器)。采用空间矢量SVPWM
控制方案,通过数字控制的软件算法实现系统全数字化控制。系统具有调速范围广、稳速精度高、位置跟踪精确等优越性能,其应用简便,是伺服系统发展的必然。
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高性能全数字交流伺服驱动器可以按照控制方法进行控制方式选择,包括位置、速度、电流方式的选择;可通过输入输出(I/O)端口与外设连接;产品实现良好的人机界面及控制功能软件化;可通过PC机软件通讯界面迅速下装和修改参数以及实时监控。也可通过操作键盘显示板设置、修改、监控参数。另外,伺服控制器内部配置多种功能块和便于使用的辅助功能,如:用于和实际机械相匹配的电子齿轮功能;用于调试用旋转变压器零位调整功能等。这些功能使交流伺服系统应用更为便捷、广泛、可靠。驱动器可过载2倍,
速度变化率0.04%,加减速时间可以设定,驱动器工作温度-20℃~70℃,电动机组件工作温度-55℃~85℃,满足三防要求。
我们搭建了全数字永磁交流伺服电动机的设计、制造工艺、测试技术平台,可快速、准确地设计永磁交流伺服电动机产品涵盖功率范围20Kw以下、转矩范围150Nm以内、额定转速小于10000rmp、电压范围24V~250V、反馈角位传感元件可选择无刷旋转变压器、光电编码器或磁编码器的系列产品。
系统特点如下:
1. 结构组成
以TMS320F2407为核心实现三个数字调节环的控制、调节,PWM信号发生等;
采用LEM传感器采样电动机电流,
用12位高速A/D芯片实现模拟量与数字量的转换(包括电流和模拟给定);
采用DSP的SPI与E2PROM等组成的外围硬件电路连接,负责变量参数处理、完成外部I/O信号管理、位置脉冲指令信号处理、故障信号的处理等功能。
采用RS232接口还可方便地实现与上位计算机通讯。
可采用DSP的SPI接口与键盘显示器(8为数码管显示)连接。
系统的主回路采用交—直—交电路。功率放大电路采用智能IPM模块,大大提高系统可靠性。
2. 软件处理
采用典型的数字PID调节原理完成系统电流与速度的控制。
总体软件处理包括:主程序;中断程序;子程序集。
3. 通信显示主要完成如下功能
系统通信软件是上位PC机通过RS-232通信口与下位机(伺服驱动器)进行数据交换的工具软件。该软件可与驱动器进行参数上传、指令下装、各种工作方式状态的选择、运转情况显示、端口设置、旋变零位调整、故障显示、手动运行操作和显示等功能。
4. 其他功能
电动机找零;
系统特征参数的修改;
特征值的显示(转速、电机电流、电机实际位置等);
保护功能(可设置过流、过压、欠压、超速等)
内置数控编程功能
电子齿轮功能
5. 控制接口信号
模拟输入、脉冲输入、伺服使能、故障报警输出、测速监控、电流监控、正/反向转矩限制;标准12入8出I/O接口 |
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全数字正弦波交流伺服系统在实际应用中具有明显的优势和特点。从低速到高速都具有稳定的转矩特性,系统的加速性能较好,可用于要求快速启停的控制场合。交流伺服电机具有较强的过载能力,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。采用全数字化控制的系统,控制简单、灵活,用户通过修改参数可对伺服系统的工作方式、运行特性作出适当的设置,以适应不同的使用要求;可方便地用程序完成复杂运算,实现智能化控制。全数字控制的正弦波永磁交流伺服系统为用户提高定位精度、跟踪速度、加工精度、工艺水平,提供了最佳的解决方案。
目前我所现有产品J230QJZ006驱动控制器可配70、92机座号交流伺服电动机;J230QJZ020驱动控制器配115机座号交流伺服电动机;J230QJZ053驱动控制器配142、190机座号交流伺服电动机,产品可用于多种用途。 |
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序 号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
型 号 |
J70ST-X01 |
J70ST-X02 |
J92ST-X02F |
J115ST-X02 |
J115ST-X01A |
额定功率kW |
0.54 |
1.49 |
1.57 |
3.4 |
5.5 |
最高转速r/min |
7500 |
7500 |
3600 |
2500 |
3200 |
连续堵转转矩N·
m |
0.89 |
2.36 |
4.7 |
14.1 |
19.7 |
连续堵转电流A |
2.4 |
6.0 |
5.8 |
9.9 |
19.1 |
峰值转矩
N·m |
2.41 |
6.35 |
14 |
36.6 |
49.5 |
峰值电流A |
7.2 |
18.0 |
17.4 |
28.8 |
53.3 |
反电势系数V/kr/min |
20.9 |
22.5 |
51.2 |
81.2 |
58.8 |
最大电压 |
250VAC |
外型尺寸 |
□70×177.2 |
□70×239 |
92×284(不带制动器)
92×336(带制动器) |
□115×352 |
□115×445 |
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序 号 |
6 |
7 |
8 |
9 |
型 号 |
J142ST-X03 |
J190ST-X01A |
J190ST-X01A |
J190ST-X02 |
额定功率kW |
11.2 |
13.9 |
13.9 |
15.3 |
最高转速r/min |
3050 |
2000 |
2000 |
1550 |
连续堵转转矩N·
m |
47.5 |
78.6 |
83.4 |
115.0 |
连续堵转电流A |
40.0 |
48.0 |
48.0 |
49.1 |
峰值转矩
N·m |
126.1 |
229.8 |
229.8 |
323.0 |
峰值电流A |
118.6 |
147.0 |
147.0 |
153.8 |
反电势系数V/kr/min |
67.7 |
99.6 |
99.6 |
133.7 |
最大电压 |
250VAC |
外型尺寸 |
□142×580 |
190×539.4 |
190×539.4 |
190×630 |
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序
号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
型
号 |
J70ST-XDZ01 |
J92ST-
X03 |
J92ST-
X02E |
J92ST-
X02G |
J92ST-
X02H |
J115ST
-X03 |
额定功率kW |
0.54 |
1.57 |
1.57 |
1.5 |
2.5 |
5.0 |
最高转速r/min |
7500 |
3600 |
3600 |
3400 |
7000 |
4000 |
连续堵转转矩N·
m |
0.84 |
4.7 |
4.7 |
4.7 |
4 |
15 |
连续堵转电流A |
4.8 |
22 |
5.8 |
72 |
12 |
129 |
反电势系V/kr/min |
11.2 |
12 |
51.2 |
4.0 |
20 |
7.7 |
额定电压 |
160VDC |
64VDC |
230VAC |
24VDC |
270VDC |
56VDC |
外型尺寸 |
□70
×237 |
□92
×290 |
□92
×290 |
□92
×290 |
□92
×263.5 |
□115
×316 |
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序
号 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
型
号 |
J115ST
-X04 |
J115ST
-X04A |
J115ST
-X05 |
J142ST
-X01 |
J142ST
-X02 |
J142ST-X03A |
J142ST-X04 |
额定功率kW |
2.8 |
2.8 |
2.5 |
12.5 |
5.7 |
10.0 |
3.0 |
最高转速r/min |
5100 |
5000 |
3300 |
4300 |
4000 |
3000 |
3000 |
连续堵转转矩N·
m |
6.7 |
6.7 |
7.4 |
42.65 |
18.4 |
38.2 |
11.4 |
连续堵转电流A |
84 |
23.5 |
124 |
60 |
20 |
35 |
11 |
反电势系V/kr/min |
5.2 |
18 |
3.85 |
47.89 |
51.6 |
67.5 |
64.2 |
额定电压 |
56VDC |
160VDC |
23VDC |
230VAC |
230VAC |
230VAC |
230VAC |
外型尺寸 |
□115
×276 |
□115
×298 |
□115
×282 |
□142
×460 |
□142
×350 |
□142
×470 |
□142
×295 |
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