伺服傳動系統專用解決方案

一、 伺服系統簡介

伺服系統是火箭飛行控制的核心部件，類似于汽車的“方向盤”，負責通過接收電信號指令，實現精準的機械跟隨動作，從而控制火箭按照預定軌道飛行?。

伺服系統的主要功能是調整火箭的姿態，通過推拉發動機擺動，實現火箭的俯仰、偏航和滾轉等動作，確保火箭的穩定飛行。

二、 伺服系統技術需求分析

伺服系統在火箭姿態調整中扮演著至關重要的角色，而其電源系統的穩定性則是確保這一功能正常實現的基礎。

1、?伺服系統的主要功能?

伺服系統主要用于調整火箭的姿態，這意味著它必須能夠精確、快速地響應控制指令，以維持火箭在飛行過程中的穩定性和準確性。

2、電源測試的重要性?

在伺服系統投入使用前進行電源測試，主要目的是確保伺服控制和伺服電機的正常運行。伺服電機是伺服系統的核心部件，其性能直接影響到伺服系統的響應速度和精度。

電源測試可以驗證伺服電機在額定電壓下的工作狀態，以及在不同工況下的穩定性和可靠性。

3、反向電動勢的產生及原理?

當電機在測試運轉時，會產生反向電動勢。這是一種由于電機的旋轉產生的電磁感應現象，導致產生的電動勢與電源電壓相反。

具體來說，當電機的轉子在磁場中旋轉時，會改變磁場的強度和方向，這種變化會在伺服電機的定子線圈中產生感應電動勢，即反向電動勢。

4、?反向電動勢對伺服系統的影響?

反向電動勢如果無法被電源有效吸收，會對伺服控制器造成沖擊，伺服控制器會因反向電動勢過高而損壞，伺服控制器是伺服系統的核心控制部件，負責接收指令并控制電機的運轉，進而影響整個伺服系統的正常工作。因此，確保電源能夠吸收反向電動勢是保護伺服控制器的重要措施。

5、保護伺服控制器免受反向電動勢沖擊的方法

采用航裕專用的泄放吸收模塊?，吸收反向電動勢速度快，并可做冗余設計。

三、 伺服系統解決方案

航裕電源為伺服系統提供專用解決方案，通過采用特制吸收模塊、可配置多組模塊以及冗余設計等措施，有效地解決了反向電動勢對伺服控制器可能造成的損害問題。此方案不僅提高了伺服系統的可靠性和穩定性，還為用戶提供了更高的靈活性和可定制性。

3.1、 直流伺服動力電源的組成

（1) HY-PW系列高可靠性直流電源

作為核心部件，提供穩定的直流電能，確保伺服系統的正常運行。

（2) 遠程模塊

實現遠程控制和監控功能，提高系統的靈活性和便捷性。

（3) 保護裝置

用于保護電源和伺服系統免受異常情況的損害，如過電流、過電壓、過功率等。

（4) 光端機

作為信號傳輸設備，確保信號的穩定傳輸和接收。

（5) 吸收模塊

當伺服電機產生可影響伺服控制器正常工作的反向電動勢時，吸收模塊開啟工作，保護伺服控制器避免損壞。

（6) 減振機柜

減少振動對電源和伺服系統的影響，提高伺服系統的可靠性和使用壽命。

3.2、 航裕特制吸收模塊介紹

（1）采用航裕特制吸收模塊?

航裕特制的吸收模塊具有快速響應的特點，能夠迅速吸收反向電動勢，其吸收速度＜500μs。這有助于在伺服電機停止或減速時，及時消除產生的反向電動勢，從而保護伺服控制器不受損壞。

（2）可配置多組吸收模塊?

根據用戶的實際需求，該方案允許配置多組吸收模塊。這種設計提供了更高的靈活性和可靠性，因為用戶可以根據伺服電機的具體應用場景和功率需求，選擇合適的吸收模塊數量。

（3）冗余設計?

通過配置多組吸收模塊，該方案實現了冗余設計。這意味著即使其中一組吸收模塊出現故障，系統仍然能夠繼續正常運行。這種冗余設計大大提高了整個伺服系統的可靠性和穩定性。

（4）時刻保護伺服控制器?

由于采用上述措施，該方案能夠時刻保護伺服控制器不被反向電動勢損壞。這有助于延長伺服控制器的使用壽命，減少因反向電動勢導致的故障。

3.3、 配置上位機軟件介紹

航裕電源的自配上位機操作軟件功能強大，為用戶提供了高效、便捷的電源管理解決方案。

獨立模式

在獨立模式下，軟件界面能夠同時顯示四臺直流電源模塊（直流電源A、B、C、D）的電壓與電流參數。這一功能使得用戶可以一目了然地掌握各電源模塊的工作狀態，無需逐一查看或切換界面。

1)分別控制?：用戶可以對四個模塊進行分別的啟動與停止操作控制，這意味著在需要單獨調整某個電源模塊時，用戶可以輕松實現，而不會影響其他模塊的正常運行。

2)批量操作?：軟件還提供了四個模塊同時啟動與同時關閉的按鈕，這在需要統一管理所有電源模塊時尤為方便。

3)真實顯示?：每個電源模塊的電壓與電流參數都可以真實地顯示出來，確保用戶能夠獲取到準確的電源工作狀態信息。

同步模式

同步模式則進一步提升了電源管理的便捷性和效率。

1)?工作電流總和顯示?：在同步模式下，軟件能夠同時顯示四臺直流電源模塊的工作電流總和，而無需用戶進行單獨的加法計算。這一功能極大地簡化了用戶的工作流程，提高了工作效率。

?主從機控制?：軟件支持使用一臺主機控制三臺從機的模式來控制整個電源系統。這種控制方式在邏輯上更為簡潔明了，用戶只需通過主機即可實現對所有電源模塊的統一管理，無需分別操作每個模塊。

四、 伺服系統方案優勢

4.1、采用吸收模塊（＜500μs）,可吸收反向電動勢，保護伺服控制器不受損害。

4.2、吸收模塊快速性的優勢

采用航裕電源的吸收模塊，吸收時間＜500μs，而雙向電源的吸收時間通常在5ms-10ms之間，較長的吸收時間在系統需要快速響應的場合下，影響整體性能，并無法滿足伺服系統的精確控制需求。

下述為對比優勢說明：

4.3、反向耐壓能承受電源2倍額定輸出電壓，同向電流能承受電源2倍的額定輸出電流

反向耐壓：具有足夠的反向耐壓能力，一般要求能夠承受電源數倍（具體倍數根據設備規格和應用需求而定）的額定輸出電壓，以確保在反向電壓作用下不會損壞。

同向電流：同向電流是驅動電機運轉的主要電流，具有足夠的同向電流承受能力，一般要求能夠承受電源數倍（具體倍數同樣根據設備規格和應用需求而定）的額定輸出電流，以確保在正常工作條件下不會損壞。

4.4、電源采用冗余設計

冗余設計在系統關鍵部件中，采用兩個或多個相同規格的模塊并聯工作，以提高系統的可靠性和穩定性。當其中一個模塊出現故障時，其他模塊可立即接管負載，確保系統正常運行，冗余設計通過提供額外的保障措施，確保了系統在高可靠性要求環境下的穩定運行?。

①提高系統可靠性?：避免單點故障，確保系統穩定運行。

②?便于維護?：模塊可選擇性投入工作，方便后期維護。

③?延長使用壽命?：通過負載均衡，延長每個模塊的使用壽命。

④直流并機小體積的優勢：通過多臺并聯擴展大電流的方式，不僅提高了電源系統的電流輸出能力，還保持了緊湊的體積設計。使得直流電源并機在電力需求大、空間有限的場景下具有廣泛的應用前景?。

4.5、?EMC處理與功率因數提升

①輸入標配PFC?：采用功率因數校正（PFC）技術，有效提高功率因數至0.99，確保電源輸出高效穩定，減少能源浪費。 ②濾波設計?：使用X電容器、Y電容器與電感器組合，過濾共模和差模EMI，保持供電波形純凈，降低電磁干擾，提升設備運行的穩定性和可靠性，解決EMC干擾。

4.6、穩定度高與溫漂小的優勢

①電源的穩定度，在各種條件下都能提供恒定的輸出，這對于確保設備的正常運行至關重要，如果供電電源的穩定性不夠好，就會導致系統噪聲增加。因為不穩定的電源會產生額外的電壓波動和噪聲，這些波動和噪聲會傳播到系統中，影響系統的性能，噪聲會干擾信號的傳輸和處理，導致誤差和失真，從而降低系統的準確性和可靠性。

②溫漂小，在不同溫度下都能保持相對穩定的輸出，對于被測設備的性能、精度、穩定性具有重要意義。

4.7、?電源精度高與快速響應的優勢?

電源精度達0.05級，能夠確保設備的穩定運行和精確控制，配合快速響應，高精度電源能夠更高效、更精準地完成指令操作，提高設備的動態性能和響應速度。

4.8、適用工作環境溫度范圍廣的優勢

適用的工作環境溫度為-20℃~50℃，考慮溫度對電源性能和使用壽命的影響，采取相應的防護措施，選用耐寒性好的元件、加強散熱等，以確保設備在-20℃~50℃的溫度范圍內都能穩定、高效地工作。

五、產品選擇：HY-PW系列可編程寬范圍直流電源

航裕電源創始于2011年,國家級高新技術企業，位于長三角G60科創走廊策源地松江，十多年來致力于為客戶提供精準、智能、便捷的測試電源解決方案。 我司堅持“專、精、特、新”的產品定位，并瞄準“進口替代”的市場需求的基礎上，提出“差異化進口替代”和“精品制造”的發展戰略，致力于中國測試電源技術的創新發展，推動祖國科創興國事業蓬勃發展。 航裕電源系列產品涵蓋功率半導體、汽車電子、航空航天、國防軍工、低壓電器、制氫、燃料電池、醫療、傳感器、電容電感、智能電網、機載、艦載、兵器、船舶、雷達、通信、軌道交通、電力電子等測試及其他科研領域，完美實現進口替代，軍工品質、服務優良，贏得用戶的一致好評。