EPU系统中可以不配置驱动器吗
科技
2022-07-02 10:29
上海
随着技术的发展以及节能减排的要求，EPU在液压领域的应用越来越广泛。在传统的阀控系统中， 只需要一台控制器就可以了，但是在EPU系统中，除了控制器外，还需要驱动器。有很多朋友疑惑，不配置驱动器可不可以工作？毕竟驱动器需要带来额外成本。首先需要说明的是，驱动器是必不可少的。下面简单说说为什么。电机种类繁多，感兴趣的可以去看看《机电传动与控制》或者《电机拖动》这几本书。![]()
在EPU系统中，用的基本都是伺服电机。伺服电机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号(或者脉冲数)转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。一般地，要求转矩能通过控制器输出的电流进行控制；电机的反应要快、体积要小、控制功率要小。伺服电机有直流和交流之分，早期的伺服电机主要是直流，因为控制起来相对方便。当前随着永磁同步电机技术的飞速发展，绝大部分的伺服电机是指交流永磁同步伺服电机或者直流无刷电机。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置三闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否，对于整个伺服控制系统，特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。为了检测速度和转角，交流伺服电机中集成有旋转变压器或者编码器。速度、位置和电流闭环在控制器中可以实现，甚至控制器也可以实现PWM波形控制。但是控制器很难实现功率放大！伺服电机工作的电流是非常大的。通常在几安培到上百安培！这个必须由驱动器来实现。交流伺服电机驱动器最重要的就是功率器件：同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。交流伺服电机的功率控制是通过PWM实现的（其实直流电机也是如此），具体原理如下：功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。通过以上所述，功率控制部分很难在控制器中实现，必须配备有驱动器。伺服电机的电流、位置和速度控制较为复杂，尤其是功率放大部分，单纯通过控制器较难实现，必须配备有专用驱动器。
与交流伺服电机相比，直流电机的结构更为复杂，因为直流电机内部必须集成换向器，但是目前很多直流电机采用无刷结构，通过电子实行换向：在转子上装有霍尔传感器，来检测每对线圈的旋转位置，通过霍尔传感器的检测信号来控制裂变桥（六个大功率MOS管）的导通。
与交流伺服电机相比，除了位置、速度、电流闭环以及功率放大以外，直流伺服电机驱动器还必须设计有电子换向的功能。
综上，EPU系统中，驱动器必不可少；即使各种闭环可以通过控制器实现，但是功率放大必须由驱动器来完成。考虑到伺服电机精确的控制，复杂的算法，选用专用驱动器较为经济，负载的运动控制则可在控制器中完成。
