RU2605948C2 - Servo driver - Google Patents
Servo driver Download PDFInfo
- Publication number
- RU2605948C2 RU2605948C2 RU2015115846A RU2015115846A RU2605948C2 RU 2605948 C2 RU2605948 C2 RU 2605948C2 RU 2015115846 A RU2015115846 A RU 2015115846A RU 2015115846 A RU2015115846 A RU 2015115846A RU 2605948 C2 RU2605948 C2 RU 2605948C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- proportional
- adder
- input
- unit
- Prior art date
Links
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 8
- 244000309464 bull Species 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/02—Details of starting control
- H02P1/04—Means for controlling progress of starting sequence in dependence upon time or upon current, speed, or other motor parameter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/08—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by manual control without auxiliary power
- H02P7/14—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by manual control without auxiliary power of voltage applied to the armature with or without control of field
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с исполнительными двигателями постоянного тока или с синхронными машинами, работающими в режимах вентильного двигателя или бесколлекторного двигателя постоянного тока.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in servo-driven electric drives with DC direct current motors or with synchronous machines operating in the modes of a valve motor or brushless DC motor.
Наиболее близким по технической сущности является следящий электропривод (см. патент России №2489798, опубл. 10.08.2013, бюл. №22), содержащий блок задания, интегральный регулятор, пропорциональный регулятор, пропорционально-дифференциальный регулятор, силовой преобразователь, электродвигатель с исполнительным механизмом, датчик положения и блок дифференцирования.The closest in technical essence is a servo drive (see Russian patent No. 2489798, publ. 08/10/2013, bull. No. 22), containing a reference unit, an integral controller, a proportional controller, a proportional differential controller, a power converter, an electric motor with an actuator , position sensor and differentiation unit.
Недостаток наиболее близкого по технической сущности следящего электропривода заключается в том, что в нем не производится ограничения тока электродвигателя.A drawback of the servo drive closest in technical essence is that it does not limit the current of the electric motor.
Технический результат достигается тем, что следящий электропривод, содержащий блок задания, интегральный регулятор, пропорциональный регулятор, пропорционально-дифференциальный регулятор, силовой преобразователь, электродвигатель с исполнительным механизмом, датчик положения и блок дифференцирования, причем первый выход блока задания соединен с первым входом интегрального регулятора, выход которого соединен с первым входом пропорционального регулятора, выход пропорционального регулятора соединен с первым входом пропорционально-дифференциального регулятора, выход силового преобразователя соединен с электродвигателем, кинематически связанным с исполнительным механизмом, оснащенным датчиком положения, выход которого соединен с вторыми входами интегрального и пропорционального регуляторов и входом блока дифференцирования, выход блока дифференцирования соединен с вторым входом пропорционально-дифференциального регулятора, дополнительно снабжен пропорциональным звеном, сумматором, сумматором-вычитателем, первым и вторым блоками сравнения и мультиплексором, причем выход блока дифференцирования соединен с входом пропорционального звена, выход которого соединен с первыми входами сумматора и сумматора-вычитателя, второй выход блока задания соединен с вторыми входами сумматора и сумматора-вычитателя, выход пропорционально-дифференциального регулятора соединен с первыми входами первого и второго блоков сравнения и мультиплексора, выход которого соединен с входом силового преобразователя, выход сумматора соединен с вторыми входами первого блока сравнения и мультиплексора, выход сумматора-вычитателя соединен с вторым входом второго блока сравнения и третьим входом мультиплексора, выход первого блока сравнения соединен с четвертым входом мультиплексора, а выход второго блока сравнения соединен с пятым входом мультиплексора.The technical result is achieved by the fact that the servo drive containing the reference unit, an integral controller, a proportional controller, a proportional differential controller, a power converter, an electric motor with an actuator, a position sensor and a differentiation unit, the first output of the task unit being connected to the first input of the integral controller, the output of which is connected to the first input of the proportional controller, the output of the proportional controller is connected to the first input of the proportional differential controller, the output of the power converter is connected to an electric motor kinematically connected to an actuator equipped with a position sensor, the output of which is connected to the second inputs of the integral and proportional regulators and the input of the differentiation unit, the output of the differentiation unit is connected to the second input of the proportional-differential controller, is additionally equipped with a proportional link, adder, adder-subtractor, the first and second blocks of comparison and multiplexor m, and the output of the differentiation unit is connected to the input of the proportional link, the output of which is connected to the first inputs of the adder and the adder-subtractor, the second output of the job unit is connected to the second inputs of the adder and the adder-subtractor, the output of the proportional-differential controller is connected to the first inputs of the first and second blocks of comparison and a multiplexer, the output of which is connected to the input of the power converter, the output of the adder is connected to the second inputs of the first block of comparison and the multiplexer, the output of the adder -vychitatelya coupled to a second input of the second comparator and the third input of the multiplexer, a first comparator output connected to a fourth input of the multiplexer, and the second comparator output is connected to a fifth input of the multiplexer.
Существенные отличия находят свое выражение в новой совокупности связей между элементами устройства. Указанная совокупность связей позволяет производить ограничение тока электродвигателя в следящем электроприводе.Significant differences are expressed in a new set of connections between the elements of the device. The specified set of connections allows you to limit the current of the electric motor in a servo drive.
На фиг. 1 приведена функциональная схема следящего электропривода.In FIG. 1 shows a functional diagram of a servo drive.
Следящий электропривод (фиг. 1) содержит блок 1 задания, интегральный регулятор 2, пропорциональный регулятор 3, пропорционально-дифференциальный регулятор 4, силовой преобразователь 5, электродвигатель 6 с исполнительным механизмом 7, датчик 8 положения, блок 9 дифференцирования, пропорциональное звено 10, сумматор 11, сумматор-вычитатель 12, блоки 13 и 14 сравнения и мультиплексор 15.The tracking electric drive (Fig. 1) contains a task unit 1, an integral controller 2, a
Первый выход блока 1 задания соединен с первым (прямым) входом интегрального регулятора 2, выход которого соединен с первым (прямым) входом пропорционального регулятора 3. Выход пропорционального регулятора 3 соединен с первым (прямым) входом пропорционально-дифференциального регулятора 4. Выход силового преобразователя 5 соединен с электродвигателем 6, кинематически связанным с исполнительным механизмом 7, оснащенным датчиком положения 8, выход которого соединен с вторыми (инверсными) входами интегрального и пропорционального регуляторов 2 и 3 и входом блока 9 дифференцирования. Выход блока 9 дифференцирования соединен с вторым (инверсным) входом пропорционально-дифференциального регулятора 4. Выход блока 9 дифференцирования соединен с входом пропорционального звена 10, выход которого соединен с первыми входами сумматора 11 и сумматора-вычитателя 12. Второй выход блока 1 задания соединен с вторыми входами сумматора 11 и сумматора-вычитателя 12. Выход пропорционально-дифференциального регулятора 4 соединен с первыми входами блоков 13 и 14 сравнения и мультиплексора 15, выход которого соединен с входом силового преобразователя 5. Выход сумматора 11 соединен с вторыми входами блока 13 сравнения и мультиплексора 15, выход сумматора-вычитателя 12 соединен с вторым входом блока 14 сравнения и третьим входом мультиплексора 15. Выход блока 13 сравнения соединен с четвертым входом мультиплексора 15, а выход блока 14 сравнения соединен с пятым входом мультиплексора 15.The first output of task unit 1 is connected to the first (direct) input of integral controller 2, the output of which is connected to the first (direct) input of
Блок 1 задания параметров может быть выполнен, например, на микросхемах К555ТМ8, разрядные входы которых подключаются с помощью переключателей к логическим нулям или единицам. Интегральный 2, пропорциональный 3, пропорционально-дифференциальный 4 регуляторы, блок 9 дифференцирования и пропорциональное звено 10 могут быть реализованы, например, по а.с. СССР №1649501, опубл. 15.05.91, бюл. №18, и выполнены, например, на микросхемах серии К555. Сумматор 11, сумматор-вычитатель 12 и блоки 13 и 14 сравнения могут быть реализованы, например, на микросхемах К555ИМ6. Мультиплексор 15 может быть выполнен, например, на микросхемах К555КП12. Силовой преобразователь 5 для электродвигателя 6 постоянного тока, например, может быть реализован в виде цифрового широтно-импульсного модулятора по а. с. СССР №1748241, опубл. 15.07.92, бюл. №26, с силовым транзисторным мостом на выходе. Для синхронной машины, работающей в режиме вентильного двигателя, силовой преобразователь 5 может быть выполнен, например, в виде цифрового модулятора по а. с. СССР №1798907, опубл. 28.02.93, бюл. №8, с силовым трехфазным транзисторным мостом на выходе. Для синхронной машины, работающей в режиме бесколлекторного двигателя постоянного тока, силовой преобразователь 5 может быть реализован, например, в виде цифрового модулятора по патенту России №2517423, опубл. 27.05.14, бюл. №15, также с силовым трехфазным транзисторным мостом на выходе. В качестве электродвигателя 6 может быть использован, например, любой электродвигатель постоянного тока или синхронная машина с датчиком положения ротора, например, 4СХ2П100L8 или 5FK70605AF71. Исполнительный механизм 7, например, может представлять собой стол координатно-расточного станка, соединенный с помощью ходового винта и муфты с валом электродвигателя 6. В качестве датчика 8 положения, например, может быть использована фотооптическая линейка BE 162 с соответствующим устройством оцифровки ее выходного сигнала.Unit 1 of the parameter setting can be performed, for example, on K555TM8 microcircuits, the bit inputs of which are connected by means of switches to logical zeros or ones. Integral 2, proportional 3, proportional-differential 4 controllers,
Следует также отметить, что блок 1 задания параметров, интегральный 2, пропорциональный 3, пропорционально-дифференциальный 4 регуляторы, блок 9 дифференцирования, пропорциональное звено 10, сумматор 11, сумматор-вычитатель 12, блоки 13 и 14 сравнения и мультиплексор 15 могут быть реализованы также программно на микропроцессорном контроллере.It should also be noted that the parameter setting unit 1, integral 2, proportional 3, proportional-differential 4 controllers,
Следящий электропривод работает следующим образом. В соответствии с величиной задающего сигнала, поступающего с первого выхода блока 1 задания, и сигнала датчика 8 положения интегральный регулятор 2 в совокупности с пропорциональным регулятором 3, блоком 9 дифференцирования и пропорционально-дифференциальным регулятором 4 формируют сигнал Nпд на первых входах мультиплексора 15 и блоков 13 и 14 сравнения. Одновременно на выходе пропорционального звена 10 формируется сигнал , характеризующий ЭДС вращения, наводимую в электродвигателе и приведенную ко входу силового преобразователя 5. Этот сигнал подается на первые входы сумматора 11 и сумматора-вычитателя 12. С второго выхода блока 1 задания на вторые входы сумматора 11 и сумматора-вычитателя 12 в случае применения синхронной машины, работающей в режиме вентильного двигателя или бесколлекторного двигателя постоянного тока, подается сигнал , пропорциональный максимально допустимому падению напряжения на активном сопротивлении R1 статорной обмотки под действием максимально допустимого тока I1 max. В случае применения обычного двигателя постоянного тока с второго выхода блока 1 задания подается сигнал , где Rя - активное сопротивление обмотки якоря; Iя. max - максимально допустимый ток якоря. При этом на выходе сумматора 11 получается сигнал (в случае применения синхронной машины) , а на выходе сумматора-вычитателя . Выходной сигнал пропорционально-дифференциального регулятора 4 каждый такт вычислений сравнивается со значениями и , получаемыми на выходах сумматора 11 и сумматора-вычитателя 12. Если , то через мультиплексор 15 на вход силового преобразователя 5 проходит сигнал Nпд. В случае, когда , на вход силового преобразователя 5 подается цифровой код, равный . При через мультиплексор 15 проходит сигнал . Силовой преобразователь 5 преобразует поступающий на него сигнал в напряжение на статоре синхронного двигателя 6 (якоре двигателя 6 постоянного тока). При этом вал электродвигателя начинает вращаться и приводит в движение исполнительный механизм 7, перемещение которого измеряется датчиком 8 положения. Движение продолжается до тех пор, пока величина сигнала с датчика 8 положения не сравняется с величиной задающего сигнала, поступающего с первого выхода блока 1 задания. При этом действия, производимые с помощью дополнительных элементов и блоков, позволяют ограничить ток в статорной обмотке синхронного электродвигателя 6 на уровне I1 mах (в якорной обмотке двигателя 6 постоянного тока на уровне Iя. max).Servo drive operates as follows. In accordance with the magnitude of the driving signal coming from the first output of the task unit 1 and the signal of the
Таким образом, предлагаемый следящий электропривод позволяет эффективно производить ограничение тока исполнительного двигателя.Thus, the proposed servo drive allows you to effectively limit the current of the Executive motor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015115846A RU2605948C2 (en) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Servo driver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015115846A RU2605948C2 (en) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Servo driver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015115846A RU2015115846A (en) | 2016-11-20 |
| RU2605948C2 true RU2605948C2 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=57759448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015115846A RU2605948C2 (en) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Servo driver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2605948C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695804C1 (en) * | 2018-02-07 | 2019-07-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Servo electric drive with synchronous actuating engine |
| RU2800527C1 (en) * | 2022-09-26 | 2023-07-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Servo steering drive |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1476585A1 (en) * | 1987-09-28 | 1989-04-30 | Предприятие П/Я В-2749 | Servodrive |
| RU2050686C1 (en) * | 1993-01-18 | 1995-12-20 | Конструкторское бюро приборостроения | Dc electric drive |
| EP0739085A2 (en) * | 1995-04-20 | 1996-10-23 | Switched Reluctance Drives Ltd | Compensation for input voltage variation in an electric motor drive |
| EP1407958A2 (en) * | 2002-10-09 | 2004-04-14 | Honda Motor Company Ltd. | Control apparatus for an electric power steering system |
| US20140225551A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Denso Corporation | Control apparatus for ac motor |
-
2015
- 2015-04-27 RU RU2015115846A patent/RU2605948C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1476585A1 (en) * | 1987-09-28 | 1989-04-30 | Предприятие П/Я В-2749 | Servodrive |
| RU2050686C1 (en) * | 1993-01-18 | 1995-12-20 | Конструкторское бюро приборостроения | Dc electric drive |
| EP0739085A2 (en) * | 1995-04-20 | 1996-10-23 | Switched Reluctance Drives Ltd | Compensation for input voltage variation in an electric motor drive |
| EP1407958A2 (en) * | 2002-10-09 | 2004-04-14 | Honda Motor Company Ltd. | Control apparatus for an electric power steering system |
| US20140225551A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Denso Corporation | Control apparatus for ac motor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695804C1 (en) * | 2018-02-07 | 2019-07-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Servo electric drive with synchronous actuating engine |
| RU2800527C1 (en) * | 2022-09-26 | 2023-07-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Servo steering drive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015115846A (en) | 2016-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5866034B2 (en) | Electric motor drive | |
| US8736217B2 (en) | Servo motor control device for controlling servo motor configured to drive feed axis of machine tool | |
| JP6277288B2 (en) | Monitoring device and monitoring method, and control device and control method including the same | |
| CN108702115B (en) | Motor control device and motor control method | |
| US9164495B2 (en) | Motor controller controlling two motors for driving single driven object | |
| US8941349B2 (en) | Motor drive circuit | |
| CN110771030B (en) | Control device for electric tool | |
| Oo et al. | Modelling and control of an open-loop stepper motor in Matlab/Simulink | |
| CN112511069A (en) | Method and device for switching winding wiring state of motor and motor control system | |
| Molnár et al. | Design of motor speed controller of electronic commutation | |
| WO2020017202A1 (en) | Electric tool, control method, and program | |
| RU2605948C2 (en) | Servo driver | |
| WO2015129904A1 (en) | Electric tool | |
| US9188966B2 (en) | Host controller generating position control gain | |
| KR20170035082A (en) | Driving control method for BLDC motor | |
| EP3229367B1 (en) | Power converter and control method of power converter | |
| RU2695804C1 (en) | Servo electric drive with synchronous actuating engine | |
| WO2020261756A1 (en) | Electric tool | |
| Lee et al. | Implementation of a novel brushless DC motor controller | |
| Bhat et al. | Modeling and simulation of BLDC motor in electric power steering by using MATLAB | |
| US11296625B2 (en) | Control device and control method for synchronous electric motor | |
| JP6634167B2 (en) | Power converter | |
| KR20160092605A (en) | method of driving BLDC motor for starting current reduction | |
| JP2013230035A (en) | Controller of motor | |
| EA201891839A3 (en) | SYSTEM AND METHOD OF ACCESS THROUGH A POWER FAILURE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180428 |