交流伺服驱动器

katter871216 · 发表于 2013-5-27 16:37:23

自从大学毕业以来，我就一直做电机驱动这块，第一份工作是做航模无刷电机驱动器，就是那个电调，用的是AVR的M8做的，第一次接触三相交流电机，虽然是叫直流无刷电机，可实际上是交流永磁同步电机的一种，刚一开始就做无传感器方波控制，也是在这个论坛里找资料看，后来花一个星期的时间调程序，电机终于可以运行了，但是和商业电调还是有差距的，但是是一个好的开始，以后就一直在做电机驱动了，之后进了宁外一家公司，也是做驱动器，不过这个是中压310V的驱动器，这个驱动器虽然是有传感器的方波控制的工业驱动器，但是多了很多其他的东西，需要做双闭环控制，通讯控制，等等，做这个项目让我比较系统的学了下PID控制，和整定PID的参数，虽然大学里也做过PID，但控制对象都是慢速的，比如温度啊什么的，电机这个对象，电流和速度的模型变化都很快，怎么样才能让驱动器驱动电机达到电机可以快速的响应，最后，我拿我们开发的驱动器，和在市场上买的一家台湾的驱动器对比，性能可以不分上下了，接下来，就开始搞伺服了，找资料，买书，看矢量控制。
之前一直以为，开发伺服，关键在电流矢量控制这块，其他应该不会有这个难吧，后来实际做的时候才知道，原来伺服的难点不在这。
和之前一样，咱不管后面的有多难，还是要一步一步来，还好我在大学学的是自动化，也学过矢量控制，但当时都是在学校，不是实际的，后来要做这个，看书看资料，发现其实带编码器的永磁同步电机（永磁伺服电机）的矢量控制根本就不难，那些什么专家写一本几百页的书，到头来，就几个公式是有用的，其实就是理论中的坐标变换和空间矢量调制和PI控制，各个模块之间的变量参数的范围不要弄错，定标定好，而那些什么变换啊什么的，都是查表完成的，我想，大家应该都做过数码管显示吧，查表算三角函数应该没问题吧，剩下的就是乘除法，看各自的功力了，PI调节器就是乘法和乘加，这些矢量变换中有个角度的变量，这个变量的意思是转子磁极的绝对空间位置，是磁极的绝对位置，而同步电机的磁极位置和转子的机械位置是同步的，所以这个变量，我们可以很容易的从编码器得到，而异步电机就不一样了，异步电机有个转差率S，S的范围是0 到 1 ，不能等于0，也不能等于1，我开发伺服用的编码器是脉冲式的混合式增量编码器，就是那种有U，V，W，磁极信号和 A，B，Z，位置信号的这种，估计大家都见过，U V W信号和直流无刷的霍尔信号是一样的，伺服电机用U，V，W，信号也可以用方波驱动起来，后面的ABZ信号就是可以知道更加细的角度信息，因为空间矢量调制需要一个比较精细的角度信号才能完成，ABZ就发挥作用了，ABZ的位置信号在位置环时提供位置反馈，其实UVW信号只在电机刚上电的时候用了一下而已，其他时间都作用不大。
我们做伺服都是一个闭环的控制，闭环控制需要一个反馈，控制的精度和反馈的精度有直接关系，控制环路的响应速度和反馈的频率有直接关系，反馈信息的采样是伺服中的一个难点，编码器脉冲的采样，其实脉冲采样，肯定大家都会说单位时间测脉冲数，或者脉冲的时间间隔，对，是这么做的，但是有你多长时间里算脉冲，时间取多长呢，精度能到多少，采样频率多少呢，脉冲时间间隔，电机低速的时候，间隔很长，采样频率很低，
解决了反馈信息，给定怎么给，直接给，给定有突变，那直接这样直接给，肯定是不行的，这样电机会振动死，功率大点，电机会跳起来。控制PI，参数整定，控制环结构，等等问题，我当时做啊，怎么这么多吊问题需要弄，其实我刚开始弄也是直接给定，电机一冲一冲的，很吵很不平静，电机控制也算是运动控制吧，当然也会符合牛顿定律，位置突变需要一个无穷大的速度，速度突变的时候需要无穷的力矩，电机的力矩是电流产生的，无穷大的电流，这怎么行，不行，位置要平滑的变化，我可以把我的伺服的硬件跟大家分享，需要的可以加QQ：438978986，有一个视频，我上传到网上去了，大家可以看下，网址加我，发链接给大家。我用2500线的编码器，4倍频，电机转一圈需要10000个脉冲，最高500KHz 对应电机3000rpm。

katter871216 · 发表于 2013-5-27 16:43:18

v.youku.com/v_show/id_XNTM0NTAyOTUy

lans0625 · 发表于 2013-5-27 16:44:16

愿与人分享，何不上传。

katter871216 · 发表于 2013-5-27 16:44:55

v.youku.com/v_show/id_XNTM0NDk1NjA0.

jlian168 · 发表于 2013-5-27 17:24:18

愿与人分享，何不上传。

katter871216 · 发表于 2013-5-27 20:28:47

文件很大，我试试能不能上传

mage99 · 发表于 2013-5-27 20:39:02

前期基本靠仿真，后期靠经验

ideality0214 · 发表于 2013-5-27 21:16:26

学习了~~~~~

SPEME · 发表于 2013-5-27 21:22:28

多问下，伺服电机这块是不是就是普通的三相电机加编码器？当然，电机可能有特殊要求，但原理一样。

cqfeiyuxmj · 发表于 2013-5-27 21:56:23

顶贴,求开源

rom · 发表于 2013-5-27 23:13:31

什么芯片控制的，看起来像……DSP

katter871216 · 发表于 2013-5-28 09:05:57

SPEME 发表于 2013-5-27 21:22
多问下，伺服电机这块是不是就是普通的三相电机加编码器？当然，电机可能有特殊要求，但原理一样。 ...

集中式绕法的，反电动势程正弦的，永磁同步电机，拆过这种电机的应该知道。

katter871216 · 发表于 2013-5-28 09:25:56

硬件原理图，大家只能做做参考，这个是第一版，改版都还没弄。

katter871216 · 发表于 2013-5-28 09:27:41

rom 发表于 2013-5-27 23:13
什么芯片控制的，看起来像……DSP

是英飞凌的DSC控制器XE164

zf12862177 · 发表于 2013-5-28 09:33:40

楼主哪里的啊？我也是这样的，能联系么？

katter871216 · 发表于 2013-6-1 09:18:29

zf12862177 发表于 2013-5-28 09:33
楼主哪里的啊？我也是这样的，能联系么？

深圳宝安

mtswz.213 · 发表于 2013-6-2 20:03:01

katter871216 发表于 2013-6-1 09:18
深圳宝安

我也在宝安了，也是搞变频器的，有时间交流一下了

RobotRD · 发表于 2013-6-2 20:11:10

驱动器上中间两个插头有点贵，小地方没有卖的，搞变频可以先搞异步交流伺服，也是很有市场的

RobotRD · 发表于 2013-6-2 20:18:08

电机的地线还是引出接地安全些

venilunar · 发表于 2013-6-2 22:28:02

求开源，先谢谢了

Elec_Ramble · 发表于 2013-6-2 23:19:59

Mark，我也用英飞凌的…
来自：amoBBS 阿莫电子论坛 Windows Phone 7 客户端

mtswz.213 · 发表于 2013-6-2 23:56:28

我也是用xe164,这也太巧了吧！

katter871216 · 发表于 2013-6-4 10:45:31

RobotRD 发表于 2013-6-2 20:11
驱动器上中间两个插头有点贵，小地方没有卖的，搞变频可以先搞异步交流伺服，也是很有市场的 ...

mini D sub 接口，华强北有，9块一套，进口AMP的就贵。

katter871216 · 发表于 2013-6-4 10:48:42

RobotRD 发表于 2013-6-2 20:18
电机的地线还是引出接地安全些

外壳接地没有留接线端子，36V低压电机，都没有留外壳接地端子，之前弄PCB的时候想留的，参考了其他人做的都没留，算了就没有留，空间毕竟有限，中压以上一般的驱动器都有外壳接地端子。

RobotRD · 发表于 2013-6-5 09:16:12

mini D sub 接口，华强北有，9块一套，进口AMP的就贵。
国产（包括台湾省）的接触的可靠性还是差些，很多中大城市没有销售的

RobotRD · 发表于 2013-6-5 09:18:17

看电机线为四芯线，应该为交流电机吧，直流电机无地线（零线）的

katter871216 · 发表于 2013-6-5 10:11:56

RobotRD 发表于 2013-6-5 09:18
看电机线为四芯线，应该为交流电机吧，直流电机无地线（零线）的

嗯，是低压36V三相交流永磁同步电机 200W 额定3000rpm 2500线，淘宝上买的。

katter871216 · 发表于 2013-6-5 10:16:16

RobotRD 发表于 2013-6-5 09:16
mini D sub 接口，华强北有，9块一套，进口AMP的就贵。
国产（包括台湾省）的接触的可靠性还是差些，很多中 ...

电机上那个编码器接口盖子和锁扣都没有装，装了锁扣会好些，不开锁扣很难拔下编码器线的。

281229961 · 发表于 2013-6-5 10:18:48

wkman · 发表于 2013-6-5 10:21:45

英飞凌的mcu很特别，，，，

katter871216 · 发表于 2013-6-5 10:55:11

wkman 发表于 2013-6-5 10:21
英飞凌的mcu很特别，，，，

英飞凌MCU的外设性能很好，PWM和AD这块的外设都很好

wtliu · 发表于 2013-6-5 11:32:06

资料继续上吧

katter871216 · 发表于 2013-6-5 14:52:12

wtliu 发表于 2013-6-5 11:32
资料继续上吧

元件封装库，芯片数据手册，要的可以联系我啊

wtliu · 发表于 2013-6-6 12:30:24

katter871216 发表于 2013-6-5 14:52
元件封装库，芯片数据手册，要的可以联系我啊

软件程序可不可以分享一下？

Eastnorth · 发表于 2013-6-6 12:35:02

katter871216 发表于 2013-6-5 10:11
嗯，是低压36V三相交流永磁同步电机 200W 额定3000rpm 2500线，淘宝上买的。 ...

正在找一个150瓦左右36V的交流伺服马达。请问楼主在哪家店买的，使用心得如何？

katter871216 · 发表于 2013-6-6 22:02:18

Eastnorth 发表于 2013-6-6 12:35
正在找一个150瓦左右36V的交流伺服马达。请问楼主在哪家店买的，使用心得如何？ ...

http://item.taobao.com/item.htm? ... &_u=6pabul8b444

这家买的，200W 60电机

katter871216 · 发表于 2013-6-6 22:07:31

wtliu 发表于 2013-6-6 12:30
软件程序可不可以分享一下？

只能给这个FOC程序的部分架构代码，请谅解。

katter871216 · 发表于 2013-6-8 15:49:00

http://v.youku.com/v_show/id_XNTY3NTgzMjYw.html

mtswz.213 · 发表于 2013-6-12 21:56:11

katter871216 发表于 2013-6-8 15:49
http://v.youku.com/v_show/id_XNTY3NTgzMjYw.html

lz有没有比较好的学习资料发几个呗，有比较好的书也可以推荐一下呗

katter871216 · 发表于 2013-6-15 22:34:21

mtswz.213 发表于 2013-6-12 21:56
lz有没有比较好的学习资料发几个呗，有比较好的书也可以推荐一下呗

一般的教材都会介绍ＦＯＣ控制的那些变换，建议去英飞凌，微芯，ＴＩ，ＳＴ，官网上可以找些应用笔记可以看看，感觉这个应用笔记比砖家写的书要好很多，没有那么多废话。

lbblsws · 发表于 2013-8-15 21:54:02

英飞凌的MCU有什么特别的？台达和四方电气的变频器都用了英飞凌的。

lbblsws · 发表于 2013-8-15 22:05:19

katter871216 发表于 2013-6-5 10:55
英飞凌MCU的外设性能很好，PWM和AD这块的外设都很好

具体有哪些外设特点？相比与TI的PICCOLO系列，比如2803X有什么优势么？

katter871216 · 发表于 2013-11-4 11:57:10

lbblsws 发表于 2013-8-15 22:05
具体有哪些外设特点？相比与TI的PICCOLO系列，比如2803X有什么优势么？

AD转换有1M的转换速率，两个ADC内核可以同步触发，PWM在输出20KHZ载波的时候PWM任然有超过10位的精度，PWM硬件触发ADC转换，等等

lpdpzc · 发表于 2013-11-4 16:05:21

谢谢了，先看下

奮闘ing · 发表于 2013-11-4 21:10:03

拜读了，谢谢分享！！！

lbblsws · 发表于 2013-11-5 19:56:05

katter871216 发表于 2013-11-4 11:57
AD转换有1M的转换速率，两个ADC内核可以同步触发，PWM在输出20KHZ载波的时候PWM任然有超过10位的精度，PW ...

这几点TI的都有，2803x AD有2M~4M，要拼PWM分辨率，TI的有高分辨率PWM，最小分辨脉宽达150ps，价格呢？

hadio · 发表于 2013-11-6 00:45:22

感谢分享！mark. bldc 13楼 37楼

tlsmf · 发表于 2013-11-8 13:47:06

交流下

katter871216 · 发表于 2013-11-14 16:05:47

lbblsws 发表于 2013-11-5 19:56
这几点TI的都有，2803x AD有2M~4M，要拼PWM分辨率，TI的有高分辨率PWM，最小分辨脉宽达150ps，价格呢？ ...

35到40人民币左右吧，具体不是很知道。

katter871216 · 发表于 2013-11-14 16:08:16

katter871216 发表于 2013-11-14 16:05
35到40人民币左右吧，具体不是很知道。

16位PWM，80M输入

ouyj_0210 · 发表于 2013-11-14 16:11:19

公司用的东方伺服的一个型号，要800多大洋，不知道楼主这个大概多少钱？

hexenzhou · 发表于 2013-11-14 16:20:28

不错，可惜没有英飞凌的开发工具。

katter871216 · 发表于 2013-11-14 16:30:55

ouyj_0210 发表于 2013-11-14 16:11
公司用的东方伺服的一个型号，要800多大洋，不知道楼主这个大概多少钱？

我这只有三个驱动器样机，不是公司批量产品。

ouyj_0210 · 发表于 2013-11-14 17:01:25

katter871216 发表于 2013-11-14 16:30
我这只有三个驱动器样机，不是公司批量产品。

关注一下，不知道什么时候出产品。

mtswz.213 · 发表于 2013-11-25 08:01:51

katter871216 发表于 2013-6-15 22:34
一般的教材都会介绍ＦＯＣ控制的那些变换，建议去英飞凌，微芯，ＴＩ，ＳＴ，官网上可以找些应用笔记可以 ...

问一下你有没有做异步机无感矢量控制？你磁链观测怎么做的？有没有相关资料推荐一下，谢谢！

lhn0409 · 发表于 2013-11-25 08:07:58

效率如何

onece · 发表于 2013-11-25 09:04:58

伺服，好。MARK

somwin · 发表于 2014-1-23 22:37:38

mark!

weiqinghonghong · 发表于 2014-2-18 12:04:40

这个不错，liuming，不知道楼主大牛还经常来么？顺便指点一下小弟吧

youngyan · 发表于 2014-4-23 14:57:16

挺不错.这个能实现了电子齿轮功能了吗

lzh4073198 · 发表于 2014-4-24 13:31:21

楼主V5，牛X

lzh4073198 · 发表于 2014-4-24 13:33:33

katter871216 发表于 2013-6-15 22:34
一般的教材都会介绍ＦＯＣ控制的那些变换，建议去英飞凌，微芯，ＴＩ，ＳＴ，官网上可以找些应用笔记可以 ...

深有体会的啊……

lzh4073198 · 发表于 2014-4-24 13:40:14

我也要做个控制器，不过比楼主功率稍大，学习

lzh4073198 · 发表于 2014-4-27 11:33:25

愿与人分享，何不上传。

小混hun · 发表于 2014-4-28 22:54:55

lzh4073198 发表于 2014-4-27 11:33
愿与人分享，何不上传。

看起来真不错，不知道软件开源吗

12fen · 发表于 2014-4-29 04:47:59

属于有价值的商业信息，楼主能分享已经很不错了

Privia · 发表于 2014-5-1 20:41:55

我也是做交流伺服驱动器，不过是新手，有空前辈多指导哈哈

xinqingwuyu · 发表于 2014-5-3 16:37:38

好东西，做个记号！

tragedy · 发表于 2014-5-3 17:58:57

膜拜，好棒

micintcnh · 发表于 2014-5-4 11:58:27

不错哦！交流伺服控制在我们国家还是弱项啊，严重的制约了机床控制的国产化！

hkjabcd · 发表于 2014-5-10 23:02:18

不错，谢谢楼主分享

活到老学到老 · 发表于 2016-11-14 13:02:42

视频链接一个都打不开

kinsno · 发表于 2018-9-24 21:55:16

伺服理论与难点注解。。

好嘛，这些东西还讲的不错的楼主。。

liubinghui · 发表于 2018-10-6 09:07:52

牛叉

交流伺服驱动器

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阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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