【摘  要】本文为“永磁交流伺服技术及其进展”（见1990年《微电机》第4期）的续篇，介绍伺服驱动器的组成和工作原理，交流伺服驱动器与直流伺服驱动器的主要差别，及直流伺服电动机、同步型交流伺服电动机和异步交流伺服电动机三类电机性能特点的比较。

    【主题词】伺服放大器，工作原理，交流电动机，伺服电动机，同步电机，异步电机，直流电机，性能

    典型的交流伺服驱动器和经典的直流伺服驱动器相似，也是包含电流环和速度环的闭环控制系统。因此，它的伺服驱动器也称为速度控制单元，或称为伺服放大器等。图5.1、5.3、5.5分别是直流伺服，正弦波驱动和矩形波驱动的交流伺服驱动器的原理方框图。从图中可见，两种交流伺服驱动器和直流伺服驱动器的基本结构是相似的。即，从传感器中获得速度信息，经一定的电路变换形成速度反馈电压，并与给定指令速度电压信号比较．其误差信号在速度调节器进行放大和校正（通常是pl调节），给出电流（即力矩）的指令信号作为电流环的输入指令。在电流环中，从电流传感器得到的电流反馈信号与指令信号进行比较，误差经电流调节器放大校正后送给脉宽调制单元，最常见的ppvm是由三角波发生器和电压比较器构成。被调制的脉宽信号控制基极驱动电路，后者驱动逆变桥，实现对电机绕组的电流控制。这里，常见的是电流型pwm。

    由图5.2伺服驱动器还有其它几个部分组成。首先，驱动器的高电压大容量直流母线来自大功率直流电源，通常它由三相交流电压输入，经桥式整流滤波后获得。系统有时也采用单相输入。当系统制动时，电机动能的回馈，在滤波电容器上充电使直流母线电压迅速上升，危及逆变桥的大功率开关管和滤波电容器本身。再生电压保护的作用是适时接通一大电流开关，电容器电荷经电组r短时释放一部分，使直流母线电压恢复到正常值范围。为提高系统运行可靠性，针对可解出现的各种异常情况和故障，设立了保护和报警电路，例如对过电压、欠电压、过电流、过载、过速、过热等的保护。另外还有短时过流限制等附加电路。

    交流伺服驱动器与直流伺服驱动器在结构上的主要差别是它们的电流环。

    正波驱动方式的交流伺服驱动器原理图示于图5.3中。这里，电流环的作用主要是控制电动机三相绕组电流满足下列要求

    a．严格的三相对称正弦函数变化关系；

    b．它们的相位分别与该相的反电势相位同相（或反相）；

    c．相电流幅值与速度调节器输出的电流指令信号成正比例。

    利用高分辨率的转子位置传感器产生的转子****位置信息．在单位正弦友生器中产生出两相正弦波信号，它们的幅值为一单位，其相位与转子转角0相关即

    单位正弦波信号的发生可有许多不同方法。下述方案是一个例子：转子****位置信号是一数字量案号（二进制码）．在两个正弦函的只读存储器(rom)中分别读出两相单位正弦波的数字量，经两个dl4转换器后可得模拟量输出。两相单位正弦波信号在两个乘法器中与电流指令信号进行乘法运算，得到两相电流指令信号。实际上，采用带乘法功能的dl4转换器，由rom的输出可直拉获得如’和如’信号。这两个信号分别在两个相同的电流调节器中与反馈、如电流信号进行比较，经各向的ppvm环节控制逆变桥。在这里，利用电机三相绕组电流之和为零的原理，可以得到第三相pwm信号。

 

    矩形波驱动的交流伺服驱动器原理图示于图5.4。如图所示，由转子位置传感器信号处理得到转子每转3604电角度的周期