本發(fā)明涉及伺服驅動器，尤其涉及一種電火花線切割伺服驅動器。

背景技術：

以永磁交流伺服電動機作執(zhí)行元件的交流伺服系統(tǒng)已成為電火花線切割伺服系統(tǒng)的主流，它具有優(yōu)良的動態(tài)品質(zhì)和較高的可靠性。隨著新型電力電子器件及大規(guī)模專用集成電路的飛速發(fā)展，驅動器已由模擬控制發(fā)展到數(shù)字控制和計算機控制，系統(tǒng)功能愈來愈強，結構日益簡化。

在對交流伺服電機的控制過程中，包括控制電機的位置、轉速、轉矩，相關運動控制以及人機界面在內(nèi)的控制算法都在高性能微處理器里完成，而電流檢測和電機位置檢測是所有控制算法的基礎，是設計高性能伺服驅動器的前提條件，而現(xiàn)有的交流伺服驅動器還有進一步優(yōu)化的余地。

因此，有必要對這種交流伺服驅動器的電流檢測和位置反饋結構進行改進，以提升交流伺服驅動器的性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電火花線切割伺服驅動器，以降低成本，使其響應迅速，定位精準，從而提升伺服驅動器的工作性能。

本發(fā)明為解決其技術問題所采用的技術方案是，

一種電火花線切割伺服驅動器，包含有電流檢測單元、編碼器以及微處理器，電流檢測單元與電機的工作電路相連，采集電機的工作電流，電流檢測單元與微處理器相連，將所采集的電流信號傳輸至微處理器；編碼器設置于電機的動力輸出端，該編碼器獲取電機轉子的位置信號，并通過可編程邏輯單元與微處理器相連，將位置信號傳輸至微處理器，微處理器根據(jù)反饋的電流信號及位置信號計算電機轉子的位置和當前速度，實現(xiàn)電機的速度閉環(huán)控制和位置閉環(huán)控制；

微處理器具有事件管理單元，該事件處理單元分別與PWM輸出單元、外設處理單元以及反饋處理單元相連，電流檢測單元及可編程邏輯單元通過反饋處理單元與微處理器相連；微處理器通過電源模塊與電源整流模塊相連，電流檢測單元通過逆變模塊與電源整流模塊相連，電源模塊通過光耦驅動模塊與逆變模塊相連，電源模塊對微處理器和逆變模塊提供電源；外設處理單元連接有串行通訊模塊、外部存儲模塊、按鍵顯示模塊以及故障檢測模塊，可編程邏輯單元還連接有輸入輸出模塊；

電流檢測單元包含有采樣電阻、A/D轉換隔離調(diào)制芯片以及可編程邏輯器件，采樣電阻接入伺服驅動器的工作電路中，A/D轉換隔離調(diào)制芯片的輸入端與采樣電阻兩端相接，電流流過采樣電阻，產(chǎn)生電壓供給A/D轉換隔離調(diào)制芯片，A/D轉換隔離調(diào)制芯片將該電壓的模擬信號轉換為數(shù)字信號，A/D轉換隔離調(diào)制芯片的輸出端連接至可編程邏輯器件，將數(shù)字信號送入可編程邏輯器件進行處理；A/D轉換隔離調(diào)制芯片由轉換編碼模塊和譯碼模塊構成，轉換編碼模塊包含∑-Δ式過采樣A/D轉換器，∑-Δ式過采樣A/D轉換器將輸入的電壓模擬信號轉化為一位高速串行數(shù)據(jù)流，高速串行數(shù)據(jù)流和采樣時鐘編碼后通過隔離帶傳輸至譯碼模塊，譯碼模塊接收到數(shù)據(jù)解碼后，將數(shù)據(jù)轉換成分離的高速時鐘和數(shù)據(jù)，再由可編程邏輯器件對時鐘和數(shù)據(jù)進行處理；可編程邏輯單元與微處理器相接，可編程邏輯器件通過SINC3濾波器將輸入的串行數(shù)據(jù)流轉化為16位的數(shù)字數(shù)據(jù)，并通過SPI同步串行接口通信協(xié)議傳輸給微處理器；

編碼器由絕對值編碼器充任；該絕對值編碼器能夠記憶電機位置，即使停電后，電機在外力作用下移動了位置，絕對值編碼器也能記憶變化的位置。

本發(fā)明的優(yōu)點在于，該伺服驅動器采用的電流檢測單元不依賴于高精度AD轉換器，增強了抗干擾能力，并降低成本，使交流伺服驅動器響應快速、性能穩(wěn)定、定位精準，工作性能得到大幅度提升。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提出的伺服驅動器的結構示意圖；

圖2是該伺服驅動器采用的電流檢測單元的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合圖示與具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明提出的全數(shù)字交流伺服驅動器包含有電流檢測單元、編碼器以及微處理器，電流檢測單元與電機的工作電路相連，采集電機的工作電流，電流檢測單元與微處理器相連，將所采集的電流信號傳輸至微處理器；編碼器設置于電機的動力輸出端，該編碼器獲取電機轉子的位置信號，并通過可編程邏輯單元與微處理器相連，將位置信號傳輸至微處理器，微處理器根據(jù)反饋的電流信號及位置信號計算電機轉子的位置和當前速度，實現(xiàn)電機的速度閉環(huán)控制和位置閉環(huán)控制；

微處理器具有事件管理單元，該事件處理單元分別與PWM輸出單元、外設處理單元以及反饋處理單元相連，電流檢測單元及可編程邏輯單元通過反饋處理單元與微處理器相連；微處理器通過電源模塊與電源整流模塊相連，電流檢測單元通過逆變模塊與電源整流模塊相連，電源模塊通過光耦驅動模塊與逆變模塊相連，電源模塊對微處理器和逆變模塊提供電源；外設處理單元連接有串行通訊模塊、外部存儲模塊、按鍵顯示模塊以及故障檢測模塊，可編程邏輯單元還連接有輸入輸出模塊；

如圖2，電流檢測單元包含有采樣電阻、A/D轉換隔離調(diào)制芯片以及可編程邏輯器件，采樣電阻接入伺服驅動器的工作電路中，A/D轉換隔離調(diào)制芯片的輸入端與采樣電阻兩端相接，電流流過采樣電阻，產(chǎn)生電壓供給A/D轉換隔離調(diào)制芯片，A/D轉換隔離調(diào)制芯片將該電壓的模擬信號轉換為數(shù)字信號，A/D轉換隔離調(diào)制芯片的輸出端連接至可編程邏輯器件，將數(shù)字信號送入可編程邏輯器件進行處理；A/D轉換隔離調(diào)制芯片由轉換編碼模塊和譯碼模塊構成，轉換編碼模塊包含∑-Δ式過采樣A/D轉換器，∑-Δ式過采樣A/D轉換器將輸入的電壓模擬信號轉化為一位高速串行數(shù)據(jù)流，高速串行數(shù)據(jù)流和采樣時鐘編碼后通過隔離帶傳輸至譯碼模塊，譯碼模塊接收到數(shù)據(jù)解碼后，將數(shù)據(jù)轉換成分離的高速時鐘和數(shù)據(jù)，再由可編程邏輯器件對時鐘和數(shù)據(jù)進行處理；可編程邏輯單元與微處理器相接，可編程邏輯器件通過SINC3濾波器將輸入的串行數(shù)據(jù)流轉化為16位的數(shù)字數(shù)據(jù)，并通過SPI同步串行接口通信協(xié)議傳輸給微處理器；可編程邏輯器件通過軟件的方式，采集高速時鐘和數(shù)據(jù)流，采用SINC3濾波器，完成電流數(shù)據(jù)的采集，在提高了可靠性的同時，有效精度上能達到13位，且響應時間小于4μs，不依賴于高精度AD轉換器，增強了抗干擾能力，降低了成本；

編碼器由絕對值編碼器充任，該絕對值編碼器能夠記憶電機位置，即使停電后，電機在外力作用下移動了位置，絕對值編碼器也能記憶變化的位置。絕對值編碼器位置分辨率達到17bit，多圈信息達到16bit。絕對值編碼器通過串行通訊形式傳輸數(shù)據(jù)到微控制器，

伺服驅動器的微處理器通過電流采樣單元完成電流采樣，通過編碼器反饋完成位置和速度的檢測，完成轉子位置的檢測，采用PI調(diào)節(jié)器、空間矢量算法控制電機三相電流，進行電機的轉矩、速度和位置控制。該交流伺服驅動器采用的電流檢測單元不依賴于高精度AD轉換器，增強了抗干擾能力，并降低成本，使交流伺服驅動器響應快速、性能穩(wěn)定、定位精準，工作性能得到大幅度提升。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。