【正文】 3/9/2023謝謝聽講謝謝聽講歡迎提出寶貴意見和建議歡迎提出寶貴意見和建議3/9/2023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。 ⑶ 指令為負向脈沖時 P＜ 0，運動情況與指令為正向脈沖時 一樣，只是 e = P Pf ＜ 0，工作臺向反方向進給。 加速時，指令值由零不斷增加，誤差也不斷加大，使工作臺加速運動。隨著電機的運轉，檢測出的反饋脈沖信號通過采樣進入比較器，按負反饋原理，誤差減小，當誤差為零時，工作臺達到指令規(guī)定的位置，工作臺停止運動。具體如下： ⑴ 靜止狀態(tài) 指令脈沖 P = 0，工作臺不動，則反饋脈沖 Pf= 0 經(jīng)比較器比較得誤差（或叫偏差） e = P Pf = 0 ,速度誤差也為零，工臺不動。通過檢測裝置進行檢測、反饋，進行脈沖比較。3/9/2023 1. 系統(tǒng)的組成 脈沖比較是一種常用的方法?，F(xiàn)代全數(shù)字伺服系統(tǒng)在位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)都進行數(shù)字控制。 實際上，伺服系統(tǒng)根據(jù)各環(huán)節(jié)增益、倍率及其他要求，對位置環(huán)3/9/2023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圖 模擬位置控制系統(tǒng)原理圖的給定、反饋和誤差信號還要進行處理。 位置控制環(huán)是伺服系統(tǒng)的外環(huán)，它接收數(shù)控裝置插補器每個插補采樣周期發(fā)出的指令，作為位置環(huán)的給定。 相位控制、幅值控制是早期直流模擬伺服系統(tǒng)中的位置控制方法，原理是將控制信號變?yōu)橄辔换蚍?、并進行比較，現(xiàn)在已不用。 分類 ：位置控制按結構分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制；按工作原理分為： 相位控制、幅值控制、數(shù)字控制 等。轉換公式為：?3/9/2023 以上變換是以磁通軸為基準，所以，變換過程中要測得實際磁通，包括幅值和在空間的位置。在圖 中， iα、 iβ 的合成矢量 i1在 Ф方向和其垂直方向投影，即可求出 id與 iq。 轉化過程中實質是矢量向標量的轉化，將靜止的直角坐標系看成旋轉的直角坐標系。圖 6. 34 c中的 d為激磁繞阻，通以激磁電流 id， q為電樞繞阻，通以電樞電流 iq， 則 id 產(chǎn)生固定幅度的磁場 Ф， 以 ω0角速度旋轉。3/9/2023didiqiαilqβα(F1)Ф激磁繞阻（ ?）θФ電樞繞阻iβ圖 二相交流 二相直流變換的計算圖 即將 二相交流電機變?yōu)榈刃У?直流直流 電機， 見圖 。A AB CddqqΦ Φ Φω 0ω 0αβ3/9/202360o60oFCFAFBFαFβ圖 三相交流 二交流相磁勢變換 的計算圖見圖 ， 其轉換磁勢為：激磁磁動勢與電樞磁動勢正交 按磁勢與電流成正比的關系， 同理，其轉換電流為： 按三相平衡量與二相平衡量等 效的原則，其它物理量轉換可 以用相同的方法。的平 衡 電流 iα、 iβ， 則產(chǎn)生空間旋轉磁場 ，其矢量為 Φ ，角速度 ω0 。 如圖 ，按空間相差 90186。于是在定子上產(chǎn)生旋轉磁場，其矢量為 Φ ，角速度 ω0 。空間角度的三個定子繞組，分別通以時間相差 120186。 /二相變換（二相變換（ A、 B、 C/α、 β）） 即將 三相交流電機變?yōu)榈刃У?二相二相 交流電機 。 F = (ωI)=ΦRm 磁路歐姆定律。最后，通過相反的變換，將等效的直流量還原為三相交流量，控制實際的三相感應電機。 為此，可利用等效概念，將三相交流輸入電流 變?yōu)榈刃У闹绷麟姍C中彼此獨立的激磁電流 If和電樞電流 Ia。如果要把轉子電流 I2比作 Ia， I2時刻影響 Φ 的變化；3/9/2023 其次， 交流感應電機的輸入量是隨時間變化的量，磁通亦是空間交變矢量 。交流感應電機的等效轉矩T = CT Φ m I2cosφ2 其中磁通為其中磁通為 矢 量，它是由定子電流量，它是由定子電流 I1與轉子電流 I2合成電流 I0產(chǎn)生的。 伺服電機的控制，伺服電機的控制， 實質是轉矩的控制實質是轉矩的控制 。為此，要進行： 三相交變量（矢量）轉換為直流（標量） ，建立交流電機的 等效數(shù)學模型。電磁轉矩（ M=CMΦ Ia）與 Φ 和 Ia分別成正比關系。異步電機為例說明。下面以交流換控制既適用于交流異步電機，也適用于交流同步電機。矢量變換將交流機向直流機那樣控制，這是在理論和實踐上的突破。其原理是利用矢量變年提出和實現(xiàn)。n↑ = 恒定 故 功率不變以上交流機的變頻變壓調速為非線性，不如直流電機調速性能好。由于定子電壓不能超過額定電 壓，因此 Φ m 將隨 f1的升高而降低，使轉矩下降。3/9/202310 20 30 40 50 6010002023nT圖 6. 33 恒功率調速 基頻以上調速稱為 恒功率調速。恒 Tm調速的機械特性如圖 。3/9/2023Tn10 20 30 40100020233000恒 Tm調速特性曲線圖 2)恒最大轉矩（ Tm）調速 為了使低速時， Tm不下降，必須使 E1 / f1 = 常數(shù) 采取 E1 、 f1 協(xié)調控制。原因是： f1高時 → u1 值大 → 定子電流子在定子繞組中造成的壓降與 u1 相比，所占比例很小，認為 u1=Eg。nT10 20 30 40100020233000恒轉矩調速特性曲線圖 即要求 u1 / f1 = 常數(shù)此時，機械特性曲線族如 圖 。 1)恒轉矩調速 交流異步電機轉矩的物理表達式 T = CT Φ m I2cosφ2 （ ）式中： CT –轉矩常數(shù)； I2 –折算到定子上的電流； cosφ2 –轉子電路功率因數(shù)。以不能單獨調頻。組過熱燒毀電機。沒有充分利用鐵心，是一種浪費。在電機調速時，希望保持每極磁通為額定值。使電網(wǎng)功率因數(shù)提高；，動態(tài)相應不受中間環(huán)節(jié)影響； 。② 專用集成芯片③ 單片機微處理器直接帶有 SPWM 信號產(chǎn)生功能，并有其輸出端 口，如 809 8XC196MC。圖 正弦脈寬調制原理3/9/2023 ② SPWM 控制波的生成 :正弦波 — 三角波調制 、方波 — 三角波調制。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。 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。UI –逆變器 由六個功率開關器件組成，常采用大功率晶體管。 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。調制方法很多，目前用得最多的是正弦脈寬調制。 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。電流型是切換一串方波，方波電流供電，用于大功率。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。 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。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。調磁： ◆ 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。調壓： 一般采用晶閘管調速系統(tǒng)，同直流進給系統(tǒng)一樣。速度比較調節(jié) 電流比較調節(jié) 移相觸發(fā)脈沖及 方向控制可控硅整流器電機激磁電壓反饋電流調解電壓相位變換脈沖發(fā)生器方向控制 整流器~~激磁電流設定速度指令速度反饋電流反饋調壓控制部分調磁控制部分ⅹ電流反饋圖 直流主軸伺服系統(tǒng)3/9/2023組成： 調壓部分 — 恒轉矩調速，在額定轉速以下調速。 ⑸ 準停、同步、恒線速度控制功能。 ⑶ 過載能力， 150%（額定電流的 ）。 3/9/2023 ⑴ N、 M—n 特 性，低速恒轉矩，高速恒功率。 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 電流脈動小 : 由于 PWM調制頻率高，電機負載成感性對電流脈動 由平滑作用，波形系數(shù)接近于 1。 3/9/2023（ 4） PWM調速系統(tǒng)的特點① 頻帶寬、頻率高 : 晶體管 “ 結電容 ” 小，開關頻率遠高于可控（ 50Hz)， 可達 210KHz。它是由 驅動電壓脈沖寬度 決定的。 當 正 脈沖較寬時，既 t1 T/2， 平均電壓為正，電機正轉； 當 正 脈沖較窄時，既 t1 T/2 ， 平均電壓為負，電機反轉； 如果正、負 脈沖寬度相等， t1=T/2 ， 平均電壓為零，電機停轉。 ④ 電樞電感儲能維持電流反向： 在 T ～ t3區(qū)段時，驅動脈沖極性改變， 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 和反電動勢 E的共同作用下 導通 ， 電樞電流反向， id= id3 由 US→ T3 → T2 → 地。 接著再變到 電動狀態(tài)、續(xù)流 維持電動狀態(tài) 反復進行，如上面左圖。② 續(xù)流維持電動狀態(tài)： 在 t1 ≤t ≤ T時， Ub Ub4為負 ， T1 和 T4截