一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服的制作方法

本发明具体涉及一种基于ethercat的小型数字化低压交流伺服。

背景技术：

随着工业自动化水平的提高，自动化逐渐超出传统的工厂范围，在更加广泛的环境内实现，即向移动自动化方向发展，新型的伺服需要移动的能源供给，需要提供精确的位置信息，需要无线信息传输，需要轻型化,小型化，能承受更加恶劣的环境要求，这对传统的伺服提出了挑战。目前的交流伺服大都是面向工厂自动化的产品，输入电压为ac220v或者ac380v，这种伺服无法实现移动的电源供给，不能实现无线信息传输，无法做到轻型化小型化，只能承受稳定的工厂环境，且现有的伺服需要整流模块，电压等级高,很难做到小型化，不能满足移动自动化的可移动供电，移动通信，低压，轻型化，小型化的需求。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于ethercat的小型数字化低压交流伺服。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于ethercat的小型数字化低压交流伺服，其包括，控制器，控制整个系统；上位通讯，用于提供上位命令输入；电源，输入为低压直流电压，直流电压低于100v，用于为系统提供功率输入；功率回路，由控制器输入控制信号，通过驱动电路实现对开关管的驱动，输出为低压交流电压，实现对电机的驱动。

作为优选，上位通讯支持，ethercat，实现伺服系统的上位、组网和同步；无线通信，用于实现数据远程移动交互；数字io，用于数字信号io的输入和输出。

作为优选，其还包括，

编码器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入；模拟信号传感电路，提供系统的模拟信号采样调理；状态指示，用于提供系统运行状态指示；辅助电源，为控制器和驱动电路提供辅助电源，且通过辅助电源提供系统的供电。

作为优选，电机为永磁同步电机。

作为优选，编码器为绝对值编码器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为增量式编码器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为旋转变压器，用于检测电机的位置信号，为位置和速度控制提供输入。

作为优选，模拟信号传感电路包括，母线电流检测电路，用于检测母线电流，为短路保护和过载保护提供输入；母线电压检测电路，用于检测母线电压，为过压保护和欠压保护提供输入；相电流检测电路，用于检测相电流，为电机控制提供输入；温度检测电路，用于检测环境和功率元器件的表面温度，为温度校准和过温保护提供输入。

作为优选，电源与功率回路相连，控制器与功率回路相连，上位通讯与控制器相连，功率回路与电机相连。

作为优选，模拟信号传感电路与控制器相连，编码器与控制器相连，状态指示与控制器相连，辅助电源与电源相连。

作为优选，ethercat通过通信引出端一个端口连接上位机，再通过通信引出端的另外一个端口连接下一个伺服，以此来实现伺服系统组网和同步；无线通信提供了无线通信的接头，通过spi和uart连接无线通信发射模块，实现数据远程移动交互。

作为优选，控制器还双向连接有ethercat从站控制器，ethercat与ethercat从站控制器双向连接，系统通过ethercat从站控制器实现ethercat主站和伺服控制器的通信；辅助电源还单独设有电源。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.输入为低压直流电源，可以实现移动的能源供给，从而使整体设备可以更加的轻型化,小型化；

2.输出为交流电压，支持永磁同步电机；

3.支持无线通信，能实现无线信息传输；

4.支持ethercat，实现伺服系统的上位、组网和同步；

5.支持数字io，实现数字信号io的输入和输出。

附图说明

图1为本发明一种基于ethercat的小型数字化低压交流伺服的方框图。

图2为本发明一种基于ethercat的小型数字化低压交流伺服的细化方框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。一种基于ethercat(11,12)的小型数字化低压交流伺服，其包括，控制器1，控制整个系统；上位通讯，用于提供上位命令输入；电源2，输入为低压直流电压，直流电压低于100v，用于为系统提供功率输入；功率回路3，由控制器1输入控制信号，通过驱动电路实现对开关管的驱动，输出为低压交流电压，实现对电机4的驱动。上位通讯支持，ethercat(11,12)，实现伺服系统的上位、组网和同步；无线通信14，用于实现数据远程移动交互；数字io(13)，用于数字信号io的输入和输出。其还包括，编码器，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入；模拟信号传感电路，提供系统的模拟信号采样调理；状态指示8，用于提供系统运行状态指示8；辅助电源，为控制器1和驱动电路提供辅助电源，且通过辅助电源7提供系统的供电。电机4为永磁同步电机4。编码器为绝对值编码器51，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为增量式编码器52，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入；或为旋转变压器53，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入。模拟信号传感电路包括，母线电流检测电路61，用于检测母线电流，为短路保护和过载保护提供输入；母线电压检测电路62，用于检测母线电压，为过压保护和欠压保护提供输入；相电流检测电路64，用于检测相电流，为电机4控制提供输入；温度检测电路63，用于检测环境和功率元器件的表面温度，为温度校准和过温保护提供输入。电源2与功率回路相连，控制器1与功率回路相连，上位通讯与控制器1相连，功率回路与电机4相连。模拟信号传感电路与控制器1相连，编码器与控制器1相连，状态指示8与控制器1相连，辅助电源7与电源2相连。ethercat(11,12)通过通信引出端一个端口连接上位机，再通过通信引出端的另外一个端口连接下一个伺服，以此来实现伺服系统组网和同步；无线通信14提供了无线通信14的接头，通过spi和uart连接无线通信14发射模块，实现数据远程移动交互。控制器1还双向连接有ethercat(11,12)从站控制器1，ethercat(11,12)与ethercat(11,12)从站控制器1双向连接，系统通过ethercat(11,12)从站控制器1实现ethercat(11,12)主站和伺服控制器1的通信；辅助电源5还可单独设有电源。

在一个实施例中，设备同时支持三种编码器，设备启动后，会通过配置文件选择编码器，可以通过绝对值编码器51提供电机4的位置回馈信息，通过增量式编码器52计算电机4的速度回馈信息，旋转变压器53，用于检测电机4的位置信号，为位置和速度控制提供输入，在控制器1内进行位置和速度闭环控制；根据相电流检测电路64检测的回馈信号，在控制器1内进行电流闭环控制；根据母线电压检测电路62检测的回馈信号进行过压欠压保护，根据母线电流检测电路61检测的回馈信号进行过流保护，根据温度检测电路63检测的回馈信号进行过温保护，通过状态指示8信号提供系统运行的状态信息，同时系统支持ethercat(11,12)通信上位和数字io(13)控制，并把系统的数据通过无线通信14接头连接无线收发器，反馈给服务器云端。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。