交流伺服驱动控制包括交流异步电动机

       与永磁同步电动机的驱动控制。传统的交流伺服驱动控制，需要建立定制的伺服控制系统。这是一种完全由公司内部发展或是整合了现有电机驱动控制器的系统，它需要许多人力与高深的专业技术来整合控制运算、编码技术、模拟线路与电源管理。虽然提供定制运算的软件设计平台可以减轻编码设计的脑力劳动，但目前的应用几乎已经到达了以软件为基础的解决方案的极限。因此，需要一个能够简化设计并提供更高的效能新方法。

集成设计平台

      传统的电机驱动控制器设计，不仅易于出现一些“软性”错误，同时也很难满足快速多边的市场对开发时间的要求。对电机驱动控制器设计者而言，一个包含可配置的数字及模拟控制技术，以及功率电路与功率开关器件驱动电路决方案的运动控制设计平台可以大幅简化设计工作。国际整流器(IR)公司推出的整合了硬件与软件的IRMCS201设计平台，成为AC伺服驱动运动控制器设计平台的典范。该设计平台包括伺服驱动控制器与ServerDesigner软

件工具。伺服驱动控制器的核心是电机控制专用芯片IRMCK201。围绕国际整流器公司的运动控制引擎(Motion Control Engine，MCE)所设计的IRMCK201芯片CONTROL ENGINEERING China版权所有，属于iMotion IP系列的一部份。iMotion芯片组内的MCE可以在6μs内执行完磁场定向控制(Field Oriented Control控制工程网版权所有，FOC)控制，而高效能可编程DSP则需要15～20μs，获得了比传统DSP快上20倍的运算速度。MCE的速度更快是由于它被设置为成平行硬件控制器/信号处理器，避免了传统微控制器或DSP架构所遇到的困难，以至能够达到模拟控制的频宽控制工程网版权所有，同时提供更多的弹性与增强的数字控制效能。因此，MCE可以支持更高的力矩控制频宽，实现更多的其它控制与外围功能，而不会超出有效周期时间。此外，IRMCK201与从iMotion数据库挑选出来的合适模拟与电力电子组件精密配合，为用户提供了伺服驱动控制器硬件设计参考。

       为电机控制专用芯片的应用而开发的软件工具ServerDesigner，安装在PC机上。客户只需利用ServerDesigner软件，透过芯片上的通讯端口CONTROL ENGINEERING China版权所有，配置芯片上的存储器，便可根据特定的需要来调整控制，以满足所需的设计规格。主通讯逻辑包含了应用于RS232C、RS422或RS485通讯的异步通讯接口，以及一个快速的SPI接口和一个8位宽的主并行接口(Host Parallel Interface)。所有的通讯端口都对存储器有相同的存取能力，可以让用户读写每一个选取的存储单元，并借助任何可用的端口进行配置与检测驱动。使得原本复杂的设计流程得到简化。iMotion IP核心模块所设定的伺服驱动控制演算架构如图1所示。从图1可以看出IR公司的电机控制专用芯片仅包含速度调节控制和电流控制。若要实现位置伺服控制，则还需要一个位置控制器，如图2所示。这是因为位置控制比较灵活、很难做到通用性。

图1 永磁同步电动机矢量控制系统框图

 图2 位置伺服控制系统框图

伺服控制器设计

        根据IRMCS201设计平台所提供的伺服驱动控制器硬件设计参考，可设计出如图3所示的伺服驱动控制器。

        图3 伺服驱动控制器框图

主机接口

       IRMCK201芯片提供了RS232／RS422／485、SPI接口或8位并行接口与外部主机通信CONTROL ENGINEERING China版权所有，RS232／RS422／485通信方式可以编程选择。通过MAX232电平转换芯片，RS232接口允许PC主机直接对MCK201寄存器的内容进行配置和监控系统的运行状态。不同通信方式通常都处于激活状态，可以相互切换，但不能同时运行。

电机控制接口

       IRMCK201芯片具有6路SVPWM输出，通过光耦与IR2136芯片驱动三相桥式逆变器的功率开关器件IGBT，也可以与智能功率模块直接接口。驱动芯片IR2136具有防止同一桥臂直通逻辑，以及欠压、过流关闭所有输出的功能。IRMCK201提供了与IR2175线性电流传感芯片的直接接口引脚，IR2175的最大输人电压为260mV，具有将模拟输入信号转换为130kHzPWM信号的能力。

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