三菱交流永磁伺服系统的应用研究(4)
2 伺服系统组成结构与方框图
以交流永磁电机为主的交流永磁伺服系统，主要由伺服放大器、伺服电机和伺服控制器构成，交流永磁伺服系统的控制模式主要有位置控制模式、速度控制模式和转矩控制模式[11]。这3种控制模式对应其系统工作原理不同。可以通过改变伺服放大器相关参数来切换。本文中研究的伺服放大器型号是MR-J2S-40A与MR-J2S-70A，与之对应的驱动电机分别是HC-KFS43与HC-KFS73。
2.1 伺服放大器
伺服放大器的工作目的，主要是根据伺服控制器送出的指令（P、V、T）工作。交流永磁电机转速不完全同步于内部旋转磁场，驱动放大器必须实时修正电机转速与旋转磁场的转速，可有效使交流永磁电机稳定工作而不失步。所以，伺服电机正确跟随控制信号是伺服放大器控制电机的主要任务。
运动伺服系统是由内而外采用电流环、速度环和位置环组成的三环系统如图2.1[12]。伺服放大器的系统内部是电流环，输出电机的每相的相电流，其电流大小直接控制电机的转矩，所以转矩控制时系统响应较快，电流环反馈输入信号是由安装在每相元件上的霍尔元件感应电流提供。伺服放大器的中间环是速度环，其反馈输入是由安装在电机轴上的编码器的反馈值“微分”后给定，其PID输出就是电流环的输入，因此在速度控制时，系统运算包括速度环与电流环。最外环是位置环，其反馈输入由安装在电机轴上的编码器的反馈值给定，其输出是速度环的输入，因此在位置控制时，系统运算包括以上3环，调整指令后响应较慢。