【正文】 2→ 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： ①電動狀態(tài)： 當(dāng) 0≤t ≤ t1時， Ub Ub4為正， T1 和 T4 導(dǎo)通； Ub Ub3 為負(fù) ， T2和 T3截止。 T2和 T3同 時導(dǎo)通和關(guān)斷，基極驅(qū)動電壓 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。 3/9/2023 （ 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 ? 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 圖 （ PWM） 調(diào)速系統(tǒng) 圖 3/9/2023 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： 電流調(diào)節(jié)器通過電流反饋信號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。此時測速反饋信號也增大，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，為實地；方反 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 圖 可控硅調(diào)速系統(tǒng) 主 回路 波形圖 3/9/2023 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 過零信號 由速度 F變換來的電流調(diào)節(jié)器輸出的直流信號 , 1 2 3 圖 可控硅調(diào)速系統(tǒng) 控制 回路及 波形圖 窄脈沖 ： 即 移相觸發(fā)脈沖 同步信號 方波信號 矩齒波 矩齒波與直 流電壓疊加 信號 尖脈沖 直流電壓 （ 可控硅導(dǎo)通時間），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 + 圖 可控硅調(diào)速系統(tǒng) 主 回路 3/9/2023 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。 為保證合閘后兩個串聯(lián)可控硅能同時導(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 + Uf If IR + E1 ES 3/9/2023 2）主回路 工作原理 組成 ： 由大功率晶閘 管構(gòu)成的三相全控橋式（三相全波）反并接可逆電路， 分成二大部分（ Ⅰ 和 Ⅱ ），每部分內(nèi)按三相橋式連接，二組反并接， 分別實現(xiàn)正轉(zhuǎn) 和反轉(zhuǎn)。 觸發(fā)脈沖發(fā)生器：產(chǎn)生移相脈沖，使可控硅觸發(fā)角前移或后移。 電流環(huán)：電流調(diào)節(jié) (P或 PI)。 主回路： 可控硅整流放大器等。屬于恒功率調(diào)速。屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 速度控制： 主要是調(diào)速，調(diào)速有機(jī)械 、 液壓和電氣方法，電氣調(diào) 速最有利于實現(xiàn)自動化。與 主運動相比功率較小。不但有速度控制， 還有位置控制。分為主運動和進(jìn)給運動。 2 交流伺服電機(jī)及工作特性 VS 3/9/2023 交流同步伺服電機(jī)的種類： 勵磁式、永磁式、磁阻式和磁滯式 （ 1）永磁交流同步伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu) 1．永磁交流同步伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 VS 定 子 轉(zhuǎn)子 脈沖編碼器 定子三相繞組 接線盒 圖 6﹒ 11 永磁交流同步伺服電機(jī)結(jié)構(gòu) 3/9/2023 1．永磁交流同步伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 圖 3/9/2023 （ 2） 永磁交流同步伺服電機(jī)工作原理和性能 1． 永磁交流同步伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 n（ r/min） VS N ns nr θ S 圖 6﹒ 13工作原理 圖 6﹒ 14 特性曲線 T（ Ncm） 12023 10000 8000 6000 4000 2023 0 1000 2023 3000 Ⅰ Ⅱ 3/9/2023 交流主軸電機(jī)的要求 ： 大功率 低速恒轉(zhuǎn)矩 、 高速恒功率 鼠籠式交流異步伺服電機(jī) 圖 6﹒ 15交流主軸電機(jī)與普通交流 圖 6． 16 交流主軸伺服電機(jī)的特性曲線 異步感應(yīng)電機(jī)的比較圖示意圖 2．交流主軸伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 交流主軸電機(jī) 普通交流 異步感應(yīng)電機(jī) 通風(fēng)孔 P（ KW） 8 6 4 2 0 2023 4000 6000 8000 12023 n（ r/min） 3/9/2023 （ 1） 永磁交流同步伺服電機(jī)的發(fā)展 ① 新永磁材料的應(yīng)用 釹鐵硼 ② 永久磁鐵的結(jié)構(gòu)改革 內(nèi)裝永磁交流同步伺服電機(jī) ③ 與機(jī)床部件一體化的電機(jī) 空心軸永磁交流同步伺服電機(jī) （ 2） 交流主軸伺服電機(jī)的發(fā)展 ① 輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電機(jī) 三角 星形切換 ， 繞組數(shù)切換或二者組合切換 。 3．永磁直流伺服電機(jī)的工作特性 3/9/2023 3．永磁直流伺服電機(jī)的工作特性 d% 80 110% 120% 60 130% 140% 40 160% d 180% 20 200% 0 1 3 tR 6 10 30 60 100 tR(min) 圖 6﹒ 9負(fù)載 工作周期曲線 M/（ Ncm） 轉(zhuǎn)矩極限 12023 10000 瞬時換向極限 8000 Ⅲ 6000 Ⅱ 換向極限 速度極限 4000 溫度極限 2023 Ⅰ 0 500 1000 1500 n 圖 6﹒8 永磁直流伺服電機(jī)工作曲線 Ⅰ 區(qū)為連續(xù)工作區(qū)； Ⅱ 區(qū)為斷續(xù)工作區(qū)，由負(fù)載 工作周期曲線決定工作時間； Ⅲ 區(qū)為瞬時加減速 區(qū) 3/9/2023 4．主軸直流伺服電機(jī)的工作原理和特性 O nj nmax n P,T 1 2 圖 直流主軸電機(jī)特性曲線 1轉(zhuǎn)矩特性曲線 2功率特性曲線 3/9/2023 直流伺服電機(jī)的缺點： ◆ 它的電刷和換向器易磨損； ◆ 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制 ， 應(yīng)用環(huán)境的限制； ◆ 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 制造困難 ， 成本高 。