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伺服驅動器維修中電流采樣電路的設計

時間:2018-07-07

實驗結果在本次實驗中,鼎博六合利用ccs軟件將dsp接收到的電流采樣信號在dq坐標中顯示成直觀的波形曲線進行對比分析。

  在用新型電流采樣電路設計中,當伺服電機正常工作時,ir2175的輸入為正弦電壓信號,po端口輸出頻率為130khz、占空比隨電流大小變化的pwm信號(如圖3,4,5),其占空比範圍為9%~91%。當采樣電阻上的壓降為0時,輸出信號的占空比為50%(如圖3所示);當輸入電壓的變化範圍為-260mv~+260mv時,對應於輸出電壓的變化範圍為9%~91%。當采樣電阻上的壓降大於260mv時,輸出信號的占空比保持值91%(如圖4所示);輸入小於-260mv時,輸出占空比保持小值9%(如圖5所示)。當采樣電阻上的壓降超過-260mv~+260mv時,ir2175的端輸出一個典型值為2μs的低電平有效的過流信號。

  通過對圖3,4,5的觀察分析,可知,通過ir2175輸出的pwm波形穩定且幹擾信號較少,傳送給dsp的采樣數據相對較為。

  現將兩種電流采樣方案在軟件程序及調試參數均相同的情況下采集到的電流信號波形進行對比,如圖6圖7所示。

  用常規電流采樣電路設計所得到的兩路采樣信號波形曲線如圖6所示,可以看出其為正弦波形,因該波形仍然存在一部分毛刺,故波形不圓滑,因此鼎博六合在此基礎上加入軟件濾波,成功實現電流閉環控製。經反複實驗驗證,電機運轉平穩,可以實現電流閉環。

  用新型電流采樣電路設計所得到的兩路采樣信號波形曲線如圖7所示,其波形十分平滑,可以不加任何處理直接用作電流環閉環。

  以上兩種電流采樣電路均可以實現電流環閉環,但通過圖6和圖7的實驗波形圖可以發現,當使用采樣電阻與線性光耦組成的電流采樣電路時,易受到外界幹擾,需要增加較多的濾波電路並進行大量的調試,且所得的波形不平滑。而使用ir2175組成的采樣電路時,可以大大簡化接口電路,又因為其輸出信號為數字信號,可較大程度上減小外界幹擾對其造成的影響,較之前一種設計電路更方便,穩定,閉環效果。

結束語

  通過本次實驗,可以發現使用電流傳感器芯片可以很方便的解決伺服驅動器的電流采集,並且采集到的信號較為,但是在pcb設計時仍要重視高壓與低壓信號的隔離,並應增加適當的保護電路及濾波電路。



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