伺服驱动器说明书(交流伺服驱动器设计图解分析)

对于电机驱动控制器设计人员而言，包含可配置数字和模拟控制技术以及电源电路和电源开关设备驱动电路解决方案的运动控制设计平台可以极大地简化设计任务。集成了国际整流器（IR）发行的软硬件的IRMCS201设计平台已成为交流伺服驱动运动控制器设计平台的模型。设计平台包括伺服驱动器控制器和ServerDesigner软件工具。

伺服驱动器控制器的核心是专用电机控制芯片IRMCK201。 IRMCK201芯片是围绕国际整流器公司的运动控制引擎设计的，是iMoTIon IP系列的一部分。 iMoTIon芯片组的MCE可以在6μs内完成磁场定向控制，而高性能可编程DSP则需要15-20μs才能达到比传统DSP快20倍的计算速度。 MCE被设置为并行硬件控制器信号处理器，它避免了传统微控制器或DSP架构遇到的困难，并且速度更快，因为它提供了更大的灵活性和改进的数字控制性能，同时实现了模拟控制带宽。因此，MCE可以支持更高的转矩控制带宽，并在不超过有效循环时间的情况下实现更多其他控制和外围功能。

PC上安装了ServerDesigner，这是一种为将特殊芯片应用于电机控制而开发的软件工具。客户只需要使用ServerDesigner软件通过芯片的通信端口来配置芯片的内存，然后根据他们的特定需求调整控件以符合所需的设计规范。主要通信逻辑包括用于RS232C，RS422或RS485通信的异步通信接口，高速SPI接口以及8位宽的主机并行接口（主机并行接口）。所有通信端口都具有对内存的相同访问权限，因此用户可以读写每个选定的存储设备，并使用可用端口来配置和测试驱动器。简化原始的复杂设计过程。

伺服控制器设计

您可以根据IRMCS201设计平台提供的伺服驱动器控制器的硬件设计参考来设计伺服驱动器控制器。

主机界面

IRMCK201芯片提供RS232/RS422/485，SPI接口或8位并行接口以与外部主机进行通讯，您可以编程并选择RS232/RS422/485通讯模式。通过MAX232电平转换芯片的RS232接口，PC主机可以直接配置MCK201寄存器的内容并监视系统的运行状态。通常，不同的通信方法是活动的，它们可以彼此切换，但不能同时运行。

电机控制界面

IRMCK201芯片具有6个SVPWM输出，三相桥式逆变器的功率开关器件IGBT由光耦合器和IR2136芯片驱动，还可以直接与智能电源模块连接。驱动器芯片IR2136能够防止同一桥臂的通过逻辑，并阻止所有电压和过电流输出。 IRMCK201提供IR2175线性电流传感器芯片和直接接口引脚，IR2175的大输入电压为260mV，并可将模拟输入信号转换为130kHzPWM信号。

IRMCK201具有编码器接口电路，编码器脉冲数在200到10,000转之间，脉冲频率高达1MHz，这使得配置速度伺服控制系统变得容易。它可以与各种编码器连接，并且可以接收相互正交的ENA，ENB信号和零标记信号（https://www.dgzj.com/Electrician"s Home）和三个HALL信号输入，这三个信号可以单独使用或重复使用。当系统通电时，IRMCK201可以通过HALL传感器信号和Z脉冲位置来估算永磁同步电动机转子极的初始位置。

控制输入和状态显示界面

IRMCK201具有数字IO引脚，例如控制输入和状态指示。控制输入信号包括启动，停止，运行方向，故障排除等。状态指示信号包括系统错误指示，PWM输出激活，同步指示等。

串行存储器接口

IRMCK201具有串行存储器接口。上电并复位芯片后，它无需主机干预即可通过I2C总线将配置的数据读取到存储器中。因此，系统可以在没有主机控制的情况下独立运行，并且可以通过读取串行存储器的内容来获取初始化数据。

配置控制器参数

使用PC上安装的ServerDesigner软件工具，将电机参数和控制参数下载到MCK201的寄存器中，从而无需软件编程即可完成控制系统的配置。电机参数包括额定转速，绕组电阻，电感，额定电流，电机惯量，极数，空载电流值，编码器精度和类型。对于永磁同步电动机，还有电压常数和转矩常数。控制参数包括PI调节器参数，加减速时间，PWM载波频率和死区时间。