【正文】 ◆ 主軸電機為它激式直流電機，激磁繞組與電樞繞組 無直接關系，需由另一直流電源供電。 ◆ 激磁回路由激磁電流設定電路，電樞電壓反饋電路、及 激磁反饋電路三者的比較輸出信號，經電流調節(jié)、觸發(fā) 脈沖發(fā)生器等，控制激磁電流的大小，完成恒功率調速。調磁部分的電壓反饋的作用： 它激直流主軸電機，調壓、調磁是分開獨立工作的。在 額定轉速以下用改變電調電樞端電壓調速，此時調磁不 工作只是維持額定的磁場，用電壓反饋作信號，限制激 磁電流反饋。 當電樞端電壓達到額定值時，可以調磁， 使電機轉速在高速段調整。 交流進給運動的速度控制由電機學知，交流電機轉速公式：式中： f – 定子電源頻率 p – 磁激對數(shù) S – 轉差率ns – 定子旋轉磁場轉速n– 轉子轉速異步電機 變頻 – 用于籠型電機 調壓（定子電壓） 電磁磚差離合器 調阻（轉子電組） 串級調速 交 – 直 – 交 交 – 交 交 – 直 – 交 交 – 交變轉差率變頻變頻同步電機交流電動機由此可知調速方法：（ ）（ ）對于進給系統(tǒng)常使用交流同步電機，該電機沒有轉差率，電機轉速公式變?yōu)椋簭氖街锌梢钥闯觯褐荒苡米冾l調速，并且是有效方法。變頻調速的主要環(huán)節(jié)是為交流電機提供變頻、變壓電源的變頻器，變頻器分為： ● 交 –直 –交變頻器 分電壓型和電流型。電壓型先將電網的交流 電經整流器變?yōu)橹绷鳎俳浤孀兤髯優(yōu)轭l率和電壓都可變的交 流電壓。電流型是切換一串方波，方波電流供電，用于大功率。 ●交 –交變頻器 該變頻器沒有中間環(huán)節(jié)，直接將電網的交流電 變?yōu)轭l率和電壓都可變的交流電。 目前對于中小功率電機，用得最多的是電壓型交 –直 –交變頻器。 （ SPWM）變壓變頻器⑴ 基本概念 1964年德國人率先提出脈寬調制變頻思想，把通訊系統(tǒng)中的（ ）調制技術應用于交流變頻器。調制方法很多，目前用得最多的是正弦脈寬調制。還有空間電壓矢量 PWM 、最優(yōu) PWM 、預測 PWM 、隨機PWM 、規(guī)則采樣數(shù)字化 PWM 等等。SPWM 交 –直 –交變壓變頻器的原理框圖如下：M3～UIUR～UR–整流器 固定電壓不可控整流器，常采用六個二級管橋式整流器結構將交流變?yōu)橹绷?，電壓幅值不變?為逆變器的供電。UI–逆變器 由六個功率開關器件組成，常采用大功率晶體管。其控制極（大功率晶體管 GTR為基極 ）輸入由基準正弦波（由速度指令轉化過來的）和三角波疊加出來的 SPWM 調制波（等幅、不等寬的矩形脈沖波） ，使這些大功率晶體管按一定規(guī)律導通、截止，輸出一系列功率級等效于正弦交流電的可變頻變壓的等幅、不等寬的矩形脈沖電壓波，即功率級 SPWM 電壓，使電機轉動。功率開關器件還可采用：可關斷晶閘管 GTO、功率場效應晶體管 MOSFET、絕緣門極晶體管 IGBT等。⑵ 正弦脈寬調制原理 （以單相為例）正弦脈寬調制 （ SPWM ）波形 :與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波，如右下圖所示。uωtωtuOOa)b)① 等效原理 ：把 正弦分成 n等分，每一區(qū)間的面積用與其相等的等幅不等寬的矩形面積代替。正弦的正負半周均如此處理。② SPWM 控制波的生成 :正弦波 — 三角波調制 、方波 — 三角波調制。方波發(fā)生器（帶正反饋比較又有 RC積分）三角波發(fā)生器（積分器）三角波與基準正弦波疊加（比較器）SPWM 調制波基準正弦波(由速度指令轉化過來的 )VD1調制波載波u utu1:ut u1u0O OOt ttRFRR1R2R3R4R5R6R7VD2VD3VD4C 1C 2U0(ua、 ub、 uc )tO+++tut:uAB50Hz SPWMD1 D2 D3D4 D5 D6D7 D8 D9D10 D11 D12T1 T2 T3T4 T5 T6uauaububucucu1 u2 u3utu1utuduaω1tω1tω1tω1tω1tω1tuA0uB0uC0逆變器輸出A相等效正弦脈寬電壓波逆變器輸出B相等效正弦脈寬電壓波逆變器輸出C相等效正弦脈寬電壓波逆變器輸出線電壓等效正弦脈寬電壓波u1:由 F轉換來的ut改變調制波的頻率、幅值，就可改變最終輸出 ：變頻變壓的交流電壓主回路：左半部：整流器右半部：逆變器：速度環(huán)、電流環(huán)SPW電路、功放電路檢測反饋電路 校正補償 乘法器 SPWM功率放大速度反饋信號轉子位置檢測電路電流信號處理電路傳感器信號處理電路 傳感器MS3~電流比較速度比較 電流傳感++U(t) 電路原理SPWM 的控制方法：⑴ 模擬控制 原始的控制方法；⑵ 數(shù)字控制① 微機存儲事先算好的 SPWM 數(shù)據表格，由指令調出，或通過軟件實時生成。② 專用集成芯片③ 單片機微處理器直接帶有 SPWM 信號產生功能，并有其輸出端口，如 809 8XC196MC。 去主回路三極管基極 u/f 分頻 u/f 分頻基準正弦波產生三角波發(fā)生器比較器 SPWM比較疊加ui 壓 /頻變換、 分頻器 正弦邏輯三角波邏輯指令比較器 比較器 脈沖分配SPWM 變壓變頻調速的優(yōu)點：，簡化了結構；。使電網功率因數(shù)提高；，動態(tài)相應不受中間環(huán)節(jié)影響； 。交流主軸驅動系統(tǒng)：交流感應異步電機交流主軸驅動系統(tǒng)：交流感應異步電機調速方法很多，變頻調速是最適用的方法，主要有：調速方法很多，變頻調速是最適用的方法，主要有： 壓頻（壓頻（ u/f）調速）調速 矢量變換控制調速矢量變換控制調速 在電機調速時，希望保持每極磁通為額定值。在電機調速時，希望保持每極磁通為額定值。 磁通過弱磁通過弱 — 沒有充分利用鐵心，是一種浪費。沒有充分利用鐵心，是一種浪費。 磁通過強磁通過強 — 使鐵心飽和，產生過大的勵磁電流，嚴重時因繞使鐵心飽和，產生過大的勵磁電流，嚴重時因繞 組過熱燒毀電機。組過熱燒毀電機。 交流異步電機中，交流異步電機中， 磁通是定子和轉子磁動勢合成產生的，所磁通是定子和轉子磁動勢合成產生的，所 以不能單獨調頻。以不能單獨調頻。三相三相 異步電機異步電機 定子每相電動勢的有效值為：定子每相電動勢的有效值為： Eg = ≈式中 f1— 定子定子 頻率（頻率（ Hz）；）；N1— 定子電動繞組串聯(lián)匝數(shù)；定子電動繞組串聯(lián)匝數(shù)；Kn1— 基波繞組系數(shù)；Φm— 每每 極氣隙磁通量nT10 20 30 40100020233000恒轉矩調速特性曲線 Tn10 20 30 40100020233000恒 Tm調速特性曲線由上式可知 Φm≈ Eg / f1恒功率調速10 20 30 40 50 6010002023nT交流異步電機的矢量控制A AB C000ddqq矢量控制60o60oFCFAFBFFdidiqiiil交流同步電機的矢量控制dAB CiiqidiAdiciBq 位置控制位置檢測測速值位置傳感器測速計電動機速度控制位置控制指令位置Doi+DAi實際位置?Di Vpi ?Vi VDiKD KV比較環(huán)節(jié)伺服放大器D/A工作臺位置檢測器伺服電機脈沖處理指令脈沖 F反饋脈沖 位置信息謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH