伺服传动系统专用解决方案

伺服传动系统专用解决方案

一、 伺服系统简介

伺服系统是火箭飞行控制的核心部件，类似于汽车的“方向盘”，负责通过接收电信号指令，实现精准的机械跟随动作，从而控制火箭按照预定轨道飞行‌。

伺服系统的主要功能是调整火箭的姿态，通过推拉发动机摆动，实现火箭的俯仰、偏航和滚转等动作，确保火箭的稳定飞行。

二、 伺服系统技术需求分析

伺服系统在火箭姿态调整中扮演着至关重要的角色，而其电源系统的稳定性则是确保这一功能正常实现的基础。

1、‌伺服系统的主要功能‌

伺服系统主要用于调整火箭的姿态，这意味着它必须能够精确、快速地响应控制指令，以维持火箭在飞行过程中的稳定性和准确性。

2、电源测试的重要性‌

在伺服系统投入使用前进行电源测试，主要目的是确保伺服控制和伺服电机的正常运行。伺服电机是伺服系统的核心部件，其性能直接影响到伺服系统的响应速度和精度。

电源测试可以验证伺服电机在额定电压下的工作状态，以及在不同工况下的稳定性和可靠性。

3、反向电动势的产生及原理‌

当电机在测试运转时，会产生反向电动势。这是一种由于电机的旋转产生的电磁感应现象，导致产生的电动势与电源电压相反。

具体来说，当电机的转子在磁场中旋转时，会改变磁场的强度和方向，这种变化会在伺服电机的定子线圈中产生感应电动势，即反向电动势。

4、‌反向电动势对伺服系统的影响‌

反向电动势如果无法被电源有效吸收，会对伺服控制器造成冲击，伺服控制器会因反向电动势过高而损坏，伺服控制器是伺服系统的核心控制部件，负责接收指令并控制电机的运转，进而影响整个伺服系统的正常工作。因此，确保电源能够吸收反向电动势是保护伺服控制器的重要措施。

5、保护伺服控制器免受反向电动势冲击的方法

采用航裕专用的泄放吸收模块‌，吸收反向电动势速度快，并可做冗余设计。

三、 伺服系统解决方案

航裕电源为伺服系统提供专用解决方案，通过采用特制吸收模块、可配置多组模块以及冗余设计等措施，有效地解决了反向电动势对伺服控制器可能造成的损害问题。此方案不仅提高了伺服系统的可靠性和稳定性，还为用户提供了更高的灵活性和可定制性。

3.1、 直流伺服动力电源的组成

（1) HY-PW系列高可靠性直流电源

作为核心部件，提供稳定的直流电能，确保伺服系统的正常运行。

（2) 远程模块

实现远程控制和监控功能，提高系统的灵活性和便捷性。

（3) 保护装置

用于保护电源和伺服系统免受异常情况的损害，如过电流、过电压、过功率等。

（4) 光端机

作为信号传输设备，确保信号的稳定传输和接收。

（5) 吸收模块

当伺服电机产生可影响伺服控制器正常工作的反向电动势时，吸收模块开启工作，保护伺服控制器避免损坏。

（6) 减振机柜

减少振动对电源和伺服系统的影响，提高伺服系统的可靠性和使用寿命。

3.2、 航裕特制吸收模块介绍

（1）采用航裕特制吸收模块‌

航裕特制的吸收模块具有快速响应的特点，能够迅速吸收反向电动势，其吸收速度＜500μs。这有助于在伺服电机停止或减速时，及时消除产生的反向电动势，从而保护伺服控制器不受损坏。

（2）可配置多组吸收模块‌

根据用户的实际需求，该方案允许配置多组吸收模块。这种设计提供了更高的灵活性和可靠性，因为用户可以根据伺服电机的具体应用场景和功率需求，选择合适的吸收模块数量。

（3）冗余设计‌

通过配置多组吸收模块，该方案实现了冗余设计。这意味着即使其中一组吸收模块出现故障，系统仍然能够继续正常运行。这种冗余设计大大提高了整个伺服系统的可靠性和稳定性。

（4）时刻保护伺服控制器‌

由于采用上述措施，该方案能够时刻保护伺服控制器不被反向电动势损坏。这有助于延长伺服控制器的使用寿命，减少因反向电动势导致的故障。

3.3、 配置上位机软件介绍

航裕电源的自配上位机操作软件功能强大，为用户提供了高效、便捷的电源管理解决方案。

独立模式

在独立模式下，软件界面能够同时显示四台直流电源模块（直流电源A、B、C、D）的电压与电流参数。这一功能使得用户可以一目了然地掌握各电源模块的工作状态，无需逐一查看或切换界面。

1)分别控制‌：用户可以对四个模块进行分别的启动与停止操作控制，这意味着在需要单独调整某个电源模块时，用户可以轻松实现，而不会影响其他模块的正常运行。

2)批量操作‌：软件还提供了四个模块同时启动与同时关闭的按钮，这在需要统一管理所有电源模块时尤为方便。

3)真实显示‌：每个电源模块的电压与电流参数都可以真实地显示出来，确保用户能够获取到准确的电源工作状态信息。

同步模式

同步模式则进一步提升了电源管理的便捷性和效率。

1)‌工作电流总和显示‌：在同步模式下，软件能够同时显示四台直流电源模块的工作电流总和，而无需用户进行单独的加法计算。这一功能极大地简化了用户的工作流程，提高了工作效率。

‌主从机控制‌：软件支持使用一台主机控制三台从机的模式来控制整个电源系统。这种控制方式在逻辑上更为简洁明了，用户只需通过主机即可实现对所有电源模块的统一管理，无需分别操作每个模块。

四、 伺服系统方案优势

4.1、采用吸收模块（＜500μs）,可吸收反向电动势，保护伺服控制器不受损害。

4.2、吸收模块快速性的优势

采用航裕电源的吸收模块，吸收时间＜500μs，而双向电源的吸收时间通常在5ms-10ms之间，较长的吸收时间在系统需要快速响应的场合下，影响整体性能，并无法满足伺服系统的精确控制需求。

下述为对比优势说明：

4.3、反向耐压能承受电源2倍额定输出电压，同向电流能承受电源2倍的额定输出电流

反向耐压：具有足够的反向耐压能力，一般要求能够承受电源数倍（具体倍数根据设备规格和应用需求而定）的额定输出电压，以确保在反向电压作用下不会损坏。

同向电流：同向电流是驱动电机运转的主要电流，具有足够的同向电流承受能力，一般要求能够承受电源数倍（具体倍数同样根据设备规格和应用需求而定）的额定输出电流，以确保在正常工作条件下不会损坏。

4.4、电源采用冗余设计

冗余设计在系统关键部件中，采用两个或多个相同规格的模块并联工作，以提高系统的可靠性和稳定性。当其中一个模块出现故障时，其他模块可立即接管负载，确保系统正常运行，冗余设计通过提供额外的保障措施，确保了系统在高可靠性要求环境下的稳定运行‌。

①提高系统可靠性‌：避免单点故障，确保系统稳定运行。

②‌便于维护‌：模块可选择性投入工作，方便后期维护。

③‌延长使用寿命‌：通过负载均衡，延长每个模块的使用寿命。

④直流并机小体积的优势：通过多台并联扩展大电流的方式，不仅提高了电源系统的电流输出能力，还保持了紧凑的体积设计。使得直流电源并机在电力需求大、空间有限的场景下具有广泛的应用前景‌。

4.5、‌EMC处理与功率因数提升

①输入标配PFC‌：采用功率因数校正（PFC）技术，有效提高功率因数至0.99，确保电源输出高效稳定，减少能源浪费。 ②滤波设计‌：使用X电容器、Y电容器与电感器组合，过滤共模和差模EMI，保持供电波形纯净，降低电磁干扰，提升设备运行的稳定性和可靠性，解决EMC干扰。

4.6、稳定度高与温漂小的优势

①电源的稳定度，在各种条件下都能提供恒定的输出，这对于确保设备的正常运行至关重要，如果供电电源的稳定性不够好，就会导致系统噪声增加。因为不稳定的电源会产生额外的电压波动和噪声，这些波动和噪声会传播到系统中，影响系统的性能，噪声会干扰信号的传输和处理，导致误差和失真，从而降低系统的准确性和可靠性。

②温漂小，在不同温度下都能保持相对稳定的输出，对于被测设备的性能、精度、稳定性具有重要意义。

4.7、‌电源精度高与快速响应的优势‌

电源精度达0.05级，能够确保设备的稳定运行和精确控制，配合快速响应，高精度电源能够更高效、更精准地完成指令操作，提高设备的动态性能和响应速度。

4.8、适用工作环境温度范围广的优势

适用的工作环境温度为-20℃~50℃，考虑温度对电源性能和使用寿命的影响，采取相应的防护措施，选用耐寒性好的元件、加强散热等，以确保设备在-20℃~50℃的温度范围内都能稳定、高效地工作。

五、产品选择：HY-PW系列可编程宽范围直流电源

航裕电源创始于2011年,国家级高新技术企业，位于长三角G60科创走廊策源地松江，十多年来致力于为客户提供精准、智能、便捷的测试电源解决方案。 我司坚持“专、精、特、新”的产品定位，并瞄准“进口替代”的市场需求的基础上，提出“差异化进口替代”和“精品制造”的发展战略，致力于中国测试电源技术的创新发展，推动祖国科创兴国事业蓬勃发展。 航裕电源系列产品涵盖功率半导体、汽车电子、航空航天、国防军工、低压电器、制氢、燃料电池、医疗、传感器、电容电感、智能电网、机载、舰载、兵器、船舶、雷达、通信、轨道交通、电力电子等测试及其他科研领域，完美实现进口替代，军工品质、服务优良，赢得用户的一致好评。