機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)--第四章控制電動(dòng)機(jī)及其選擇計(jì)算(編輯修改稿)
2025-11-12 11:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 永磁式的磁場(chǎng)由 永磁體 (永久磁鐵 )產(chǎn)生。 應(yīng)用： 電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)是一種目前巳普遍使用的伺服電動(dòng)機(jī)，特別是在大功率范圍內(nèi) (100w以上 )。 永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)由于尺寸小、重量輕、效率高、出力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需激磁等一系列優(yōu)點(diǎn)而被越來(lái)越重視。 一、 特點(diǎn)： 穩(wěn)定性好 可控性好 響應(yīng)迅速 控制功率低，損耗小 轉(zhuǎn)矩大 輸出功率 1600w 二、直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)及控制 目前常用 晶體管驅(qū)動(dòng)和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng) ，廣泛采用的直流伺服電機(jī)的 晶體管驅(qū)動(dòng)電路有線性直流伺服放大器和脈寬調(diào)制放大器 (PWM)。 一般， 寬頻帶低功率系統(tǒng)選用線性放大器 (小于幾百瓦 )，而脈寬調(diào)制放大器常用在較大的系統(tǒng)中，尤其是那些要求在低速和大轉(zhuǎn)矩下連續(xù)運(yùn)行的場(chǎng)合。 晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng) U sRP 1R 0R 0R bU fn+U+R 1I dRP 2GU cU d+U aML圖 4 － 7 帶有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖脈寬調(diào)制放大器 (PWM) PWM放大器的優(yōu)點(diǎn)是 功率管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，管耗小 。它的 基本原理 是： 利用大功率晶體管的開(kāi)關(guān)作用，將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率 (例如 2021HZ)的方波電壓，加在直流電動(dòng)機(jī)的電樞上，通過(guò)對(duì)方波脈沖寬度的控制，改變電樞的平均電壓，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 如圖 4— 18所示。 鋸齒波發(fā)生器的輸出電壓 vA和直流控制信號(hào)vIN進(jìn)行比較。同時(shí)，在 比較器 的輸入端還加入一個(gè)調(diào)零電壓 v0，當(dāng)控制電壓 vIN為零時(shí)，調(diào)節(jié) vo使比較器的輸出電壓為正、負(fù)脈沖寬度相等的方波信號(hào)，如圖 4— 19(a)所示。當(dāng)控制信號(hào) vIN為正或負(fù)時(shí)，比較器輸入端處的鋸齒波相應(yīng)地上移或下移，比較器的輸出脈沖也隨著相應(yīng)改變，實(shí)現(xiàn)了脈寬調(diào)制，如圖 4— 19(b)、 (c)所示。 第三節(jié) 交流伺服電動(dòng)機(jī) 特點(diǎn)：它不需要電刷和換向器，因而避免了由于存在電刷和換向器而引起的一系列弊病。此外，它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、體積和重量一般來(lái)說(shuō)也較小 。 缺點(diǎn)是： 輸出功率和轉(zhuǎn)矩較??；轉(zhuǎn)矩特性和調(diào)節(jié)特性的線性度不及直流伺服電動(dòng)機(jī)好；其效率也較直流伺服電動(dòng)機(jī)為低 。 一、交流伺服電動(dòng)機(jī)的種類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 同步型（ SM） ：采用永磁結(jié)構(gòu)的同步電動(dòng)機(jī)，又稱無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)。 特點(diǎn) ：無(wú)接觸換向部件 需要磁極位置檢測(cè)器（如編碼器） 具有直流伺服電動(dòng)機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。 感應(yīng)型（ IM） ：籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 特點(diǎn) ：對(duì)定子電流的激勵(lì)分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制 具有直流伺服電動(dòng)機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。 二、交流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速 式中 : p—— 定子極對(duì)數(shù)； f—— 供電電源的頻率（ HZ）； S—— 轉(zhuǎn)差率． 交流電動(dòng)機(jī)有三種基本的調(diào)速方式： （ 1）改變極對(duì)數(shù) p； （ 2）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率 s； （ 3）改變供電電源的頻率 f。 變頻調(diào)速 間接變換方式 （交－直－交變頻） 變頻方式
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