數(shù)控伺服系統(tǒng)概述(ppt56頁)(參考版)
2025-01-02 15:58本頁面
【正文】 2023/1/18 2023/1/18 交流進(jìn)給與動(dòng)的速度控制 （ SPWM）變壓變頻調(diào)速 2023/1/18 2023/1/18 2023/1/18 2023/1/18 位置控制 2023/1/18 謝謝聽講 歡迎提出寶貴意見和建議 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 。 PWM 系統(tǒng)的直流電源為不受控的整流輸出，功率因數(shù)高。 ②電流脈動(dòng)小 : 由于 PWM調(diào)制頻率高，電機(jī)負(fù)載成感性對電流脈動(dòng) 由平滑作用，波形系數(shù)接近于 1。 2023/1/18 （ 4） PWM調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn) ① 頻帶寬、頻率高 : 晶體管 “ 結(jié)電容 ” 小，開關(guān)頻率遠(yuǎn)高于可控（ 50Hz)， 可達(dá) 210KHz。它是由 驅(qū)動(dòng)電壓脈沖寬度 決定的。 當(dāng) 正 脈沖較寬時(shí)，既 t1 T/2， 平均電壓為正，電機(jī)正轉(zhuǎn)； 當(dāng) 正 脈沖較窄時(shí)，既 t1 T/2 ， 平均電壓為負(fù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)； 如果正、負(fù) 脈沖寬度相等， t1=T/2 ， 平均電壓為零，電機(jī)停轉(zhuǎn)。 ④電樞電感儲(chǔ)能維持電流反向： 在 T ～ t3區(qū)段時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖極性改變， T2 、 T3截止，因 電樞電感維持電流， id= id4，由 D4→ D1。 在 t2 ～ T 區(qū)段 ， T2 、 T3 在 US 和反電動(dòng)勢 E的共同作用下 導(dǎo)通 ， 電樞電流反向， id= id3 由 US→ T3 → T2 → 地。 接著再變到 電動(dòng)狀態(tài)、續(xù)流 維持電動(dòng)狀態(tài) 反復(fù)進(jìn)行，如上面左圖。 ②續(xù)流維持電動(dòng)狀態(tài)： 在 t1 ≤t ≤ T時(shí)， Ub Ub4為負(fù) ， T1 和 T4截止； Ub Ub3 變正，但 T2和 T3并不能立即導(dǎo)通，因?yàn)樵?電樞電感儲(chǔ)能的 作用下 ， 電樞電流 id= id2，由 D2→ D3續(xù)流，在 D D3 上的壓降使 T2 、 T3的 ce極承受反壓不能導(dǎo)通。 負(fù)載較重時(shí)： ①電動(dòng)狀態(tài)： 當(dāng) 0≤t ≤ t1時(shí)， Ub Ub4為正， T1 和 T4 導(dǎo)通； Ub Ub3 為負(fù) ， T2和 T3截止。 T2和 T3同 時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，基極驅(qū)動(dòng)電壓 Ub2= Ub3 = –Ub1。分 別加到 T1 、 T T3 、 T4的基極。 H型： 又分為 雙極式、單極 式和受限單極 式三種。 脈寬的變化使電機(jī)電樞的直流電壓隨著變化。 直流脈寬調(diào)制： 功率放大器中的大功率晶體管工作在開 關(guān)狀態(tài)下，開關(guān)頻率保持恒定，用調(diào)整開關(guān)周期 內(nèi)晶體管導(dǎo)通時(shí)間（即改變基極調(diào)制脈沖寬度） 的方法來改變輸出。 區(qū)別 ： 與晶閘管調(diào)速系統(tǒng)比較，速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié) 器原理一樣。 2023/1/18 （ 2） 晶體管脈寬調(diào)制（ PWM）調(diào)速系統(tǒng) 1）系統(tǒng)的組成及特點(diǎn) ? 速度調(diào)節(jié)器 ? 電流調(diào)節(jié)器 脈寬調(diào)節(jié) 振蕩器 脈寬調(diào)節(jié) M G 電流反饋 U～ usr us f 整流 功放 2023/1/18 ① 主回路 ： 大功率晶體管開關(guān)放大器； 功率整流器。 ③電網(wǎng)波動(dòng)： 電流調(diào)節(jié)器通過電流反饋信號(hào)還起快速的維持和調(diào)節(jié)電流 作用，如電網(wǎng)電壓突然短時(shí)下降，整流輸出電壓也隨之降低，在電機(jī) 轉(zhuǎn)速由于慣性還未變化之前，首先引起主回路電流的減小，立即使電 流調(diào)節(jié)器的輸出增加，觸發(fā)脈沖前移，使整流器輸出電壓恢復(fù)到原來 值，從而抑制了主回路電流的變化。此時(shí)測速反饋信號(hào)也增大，與大的速度給定相匹配達(dá)到 新的平衡，電機(jī)以較高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。 造成功率因數(shù)不高的主要原因是感性負(fù)載，如異步電 機(jī)、工頻爐、日光燈的功率因數(shù)都不高；提高功率因數(shù)的 辦法是在感性負(fù)載上并聯(lián)電容。其中 cos φ稱為功率因數(shù) 。 功率 (平均 ) P =UIcos φ 交流電阻電感電路：純電感電路電流落后電壓 相位 φ=90186。同相端接地，電位為 0，為實(shí)地；方向端 電為也為 0，虛地。 ① 速度調(diào)節(jié)器：比例積分 PI，高放大（相當(dāng) C短路） — 緩放大 — 增放大 — 穩(wěn)定（相當(dāng) C 開路）無靜差。 1同步電路 2移向控制電路 3脈沖分配器 ② 電流調(diào)節(jié)器 :同上，加快電流的反應(yīng)。 主回路波形圖 2023/1/18 3）控制回路分析 觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的過程： 改變觸發(fā)角，即改變控制角 U1 U2 R1 R2 R3 C + 同步信號(hào) 過零信號(hào) 由速度 F變換來的電流調(diào)節(jié)器輸出的直流信號(hào) , 1 2 3 窄脈沖 ： 即 移相觸發(fā)脈沖 同步信號(hào) 方波信號(hào) 矩齒波 矩齒波與直 流電壓疊加 信號(hào) 尖脈沖 直流電壓 （ 可控硅導(dǎo)通時(shí)間），可調(diào)速。 5 6 α 只要改變可控 硅觸發(fā)角（即改變 導(dǎo)通角），就能改 變可控硅的整流輸 出電壓，從而改變 直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn) 速。 1 3 2 4 60176。 180176。 4 6 2 7 9 11 1 3 5 8 12 10 A B C M Ⅰ Ⅱ UM UD KM KM + 2023/1/18 原理： e) u a c b c a b a) b) c) d) 1 3 5 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ωt u b 2 4 6 b c a ωt ωt ωt ωt 1 1 3 3 5 5 1 1 3 3 6 2 2 4 4 6 6 2 2 4 1 3 5 2 4 6 120176。后，在補(bǔ)發(fā)一個(gè)輔助脈沖；也 可以采用寬脈沖控制，寬度大于 60186。 為保證合閘后兩個(gè)串聯(lián)可控硅能同時(shí)導(dǎo)通 ， 或已截止的相再次導(dǎo)通 ， 采用雙脈沖控制。每相內(nèi)二個(gè)觸發(fā)脈沖相差 180186。 5在正半周導(dǎo)通， 6在負(fù)半周導(dǎo)通。每部分內(nèi)又分成 共陰極組 （ 5）和共陽極組（ 6）。 速度 調(diào)節(jié)器 電流 調(diào)節(jié)器 觸發(fā)脈沖 發(fā)生器 可控硅 整流器 電流反饋 速度反饋 電流檢測 編碼器 電機(jī) UR +
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