《電機驅動與調速》第48講（SG1731控制的伺服電機調速系統(tǒng)）

學

會

學

習學到技能第48

講項目7

典型調速系統(tǒng)任務18典型直流調速系統(tǒng)情景3SG1731控制的伺服電機調速系統(tǒng)

教學目標

1、熟悉SG1731芯片

2、掌握SG1731控制的伺服電機調速系統(tǒng)

教學重點SG1731芯片

教學難點SG1731控制的伺服電機調速系統(tǒng)

教學方法探究式、演示、情境交融、啟發(fā)互動式教學法教學手段多媒體教學、動畫演示教學作業(yè)布置

作業(yè)題7-32教學過程：

項目7

典型調速系統(tǒng)任務18典型直流調速系統(tǒng)情景3SG1731控制的伺服電機調速系統(tǒng)

PWM控制系統(tǒng)已發(fā)展到控制電路集成化階段。下面介紹美國Silicongeneral公司生產的新型SG1731型PWM集成電路構成的PWM速度伺服系統(tǒng)。

1、SG1731芯片簡介

SG1731是直流電動機PWM控制用單片IC，也可用于液壓PWM控制。

如圖7-16所示。3

SG1731芯片能實現(xiàn)兩個象限的脈寬調制，內置三角波發(fā)生器、誤差運算放大器、比較器及橋式功放電路等。它把一個直流電壓與三角波疊加形成脈寬調制方波，加到橋式功放電路上輸出。其PWM比較器外部可編程，其輸出電路為帶有續(xù)流二極管的全橋圖騰柱（TotemPole，TTL推挽電路），與電平兼容的封鎖端子在低電平時輸出驅動器呈高阻狀態(tài)。圖7-16SG1731的管腳排列和內部結構原理圖4

（1）管腳接法及其功能①16、9腳接電源±Us（±3.5～15V），用于芯片的控制電路。②14、11腳接電源±Uo（±2.5～22V），用于橋式功放電路。③比較器A1、A2，雙向恒流源及外接電容C組成三角波發(fā)生器，其振蕩頻率f由C和外供正負參考電壓2u△+、2u△-（2腳和7腳）決定：（△u=2u△+－2u△－）。④A3為偏差放大器，3腳為正相輸入端，4腳為反相輸入端，5腳為輸出端。⑤A4、A5為比較器，外加電壓＋UT、－UT為正負門檻電壓。⑥15腳為關斷控制端，輸入端低電平時封鎖。⑦10腳為芯片片基，6腳外接電容后接地。5

（2）SG1731芯片的功能1）電源工作范圍極寬，控制電源為±3.5～±15V，驅動電源為±2.5～±22V。2）支持單、雙電源：輸出極可提供100mA、32V的正、反向驅動電流。3）三角波頻率的可調范圍：100～350kHz，三角波的峰一峰調整范圍為1～10V，振蕩定時電容的取值范圍為200pF～2.5μF。4）誤差放大器的轉換速率高，典型值為15V/μs，單位增益帶寬為1MHz。5）有死區(qū)調節(jié)功能：誤差為零時，調節(jié)UT的大小，可在輸出端得到相位相差180o的初始脈沖。6）有關斷控制保護功能：管腳(15)端低電平(TTL電平兼容)作用時，輸出級晶體管就瞬時地被強制到截止狀態(tài)。這種功能可用來對系統(tǒng)提供各種保護。6

2、SG1731組成的伺服電機調速系統(tǒng)

圖7-17SG1731組成的PWM伺服電機調速系統(tǒng)

7SG1731的12腳、13腳可輸出±100mA的電流，圖中電流調節(jié)器由SG1731偏差放大器外接RC構成PI調節(jié)器。系統(tǒng)原理與雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)類似。SM為直流永磁伺服電機，精度高、響應快、調速范圍寬、力矩波動小、線性好、過載能力強，是自動控制系統(tǒng)和計算裝置中廣泛應用的一種執(zhí)行元件。直流永磁式伺服電動機的供電電路是4個雙極晶體管（V1～V4）構成H型電路，4個二極管為續(xù)流，H型電路由±22V電源供電。測速發(fā)電機TG與SM同軸聯(lián)接，電位器RP調節(jié)轉速反饋電壓Ufn，轉速反饋信號與給定信號比較后由功放將差值放大引至芯片的4腳。SM的電流通過反相調節(jié)器引至3腳。

8±15V電源電壓分別經電阻R1、R2、R3和R4、R5、R6分別產生2V△+、2V△－和±UT。適當選擇其阻值，可得所需電壓值?！?5V電源經0.1μF的電容器接地，是為旁路從電源傳入的干擾信號。當伺服電動機轉速由于某種原因變化時，例如機械負載轉矩增加，導致電動機轉速下降時，通過測速發(fā)電機檢測出來的轉速反饋電壓Ufn下降，使偏差放大器的偏差電壓△U增加（△U=Ugn-Ufn），從而偏差放