伺服電機教學(xué)版ppt課件-在線瀏覽
2025-06-29 05:58本頁面
【正文】 — 結(jié)構(gòu)及特點 ◇ 交流異步伺服電動機結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)的交流伺服電機是指兩相伺服電機，有籠型轉(zhuǎn)子和杯型轉(zhuǎn)子兩種。 ☆ 轉(zhuǎn)子通常有兩種型式：高電阻率導(dǎo)條的籠式轉(zhuǎn)子、非磁性空心杯形轉(zhuǎn)子。導(dǎo)條及端環(huán)可用高電阻率的導(dǎo)電材料（黃銅、青銅等），也可用鑄鋁轉(zhuǎn)子。 電機與拖動 電氣與電子系 2）非磁性空心杯形轉(zhuǎn)子：定子分外定子鐵心和內(nèi)定子鐵心兩部分，由硅鋼片沖制后疊成。內(nèi)定子鐵心中不放繞組，僅作為磁路的一部分，以減小主磁通磁路的磁阻。 伺服電動機 — 結(jié)構(gòu)及特點 電機與拖動 電氣與電子系 伺服電動機 — 結(jié)構(gòu)及特點 ◇ 特點：異步伺服電動機與普通異步電動機的重要區(qū)別之一是 —— 轉(zhuǎn)子電阻大 。 2） 防止 出現(xiàn)“ 自轉(zhuǎn) ”現(xiàn)象。當轉(zhuǎn)子電阻較小，在電動機運行的轉(zhuǎn)差率范圍內(nèi)， 0＜ s＜ 1,T1＞ T2,合成的 Te=T1 T2＞ 0，只要 TL ＜Tem,電機轉(zhuǎn)子將一直運轉(zhuǎn)，并不會因為控制電壓的消失而停轉(zhuǎn)，這就是“自轉(zhuǎn)”，在自控系統(tǒng)中是絕不允許出現(xiàn)的。 電機與拖動 電氣與電子系 伺服電動機 — 控制方式 1）幅值控制：保持勵磁電壓的幅值和相位不變，通過調(diào)節(jié)控制電壓的大小來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，而 Uc與Uf之間始終保持 90度電角度相位差。 交流異步伺服電動機運行時，勵磁繞組接至電壓值恒定的勵磁電源，而控制繞組所加的控制電壓 Uc是變化的，一般來說得到的是橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，由此產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。 電機與拖動 電氣與電子系 伺服電動機 — 控制方式 2）相位控制：保持控制電壓的幅值不變，通過調(diào)節(jié)控制電壓的相位，即改變控制電壓相對勵磁電壓的相位角，實現(xiàn)對電機的控制。也就是說，控制電壓 Uc和 Uf的大小及它們之間的相位角也都跟著改變。 電機與拖動 電氣與電子系 伺服電動機 — 控制方式 4）雙相控制：勵磁繞組與控制繞組間的相位差固定為 90度電角度，而勵磁繞組電壓的幅值隨控制電壓的改變而同樣改變。 電機與拖動 電氣與電子系 伺服電動機 — 機械特性和調(diào)節(jié)特性 信號系數(shù) α=Uc/Uf=Uc/U1；從圖中看出，幅值控制時異步伺服電動機的機械特性是一組曲線。當有效信號系數(shù) αe≠1，即橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場時，電機的理想空載轉(zhuǎn)速將低于同步轉(zhuǎn)速。如果位置檢測器能直接檢測出運動機構(gòu)的位置，并把位置信息反饋到控制部分，控制電機帶動負載向目標位置移動，這樣的閉環(huán)控制在工程上常稱為全閉環(huán)控制；如果位置檢測器安裝在伺服電動機的軸上，通過檢測電動機軸的角位移，間接地反映出運動機械的實際位置，這種方式構(gòu)成的閉環(huán)控制，通常稱為半閉環(huán)控制。 3） 響應(yīng)特性 ：系統(tǒng)跟蹤指令的速度，一般稱之為系統(tǒng)的響應(yīng)。 電機與拖動 電氣與電子系 伺服電動機 — 現(xiàn)代的交流伺服電機多為三相，有交流永磁伺服電機和交流異步伺服電機兩種。 前者由于效率和體積方面的優(yōu)勢，已成為伺服技術(shù)的主流．在中小功率的場合，一般采用永磁同步型電機，在伺服系統(tǒng)中一般稱之為永磁交流伺服電機。方波電流驅(qū)動的交流伺服電機實際上就是無刷直流電機，國外一般稱為 BLDCM。這里主要介紹正弦波電流驅(qū)動的交流伺服電機。其中伺服控制單元包括位置控制器、速度控制器、轉(zhuǎn)矩和電流控制器等等。 1）轉(zhuǎn)矩控制 /電流控制：有些負載，例如螺栓緊固機構(gòu)，只需要伺服電機提供必要的緊固力，并根據(jù)所需緊固力的大小來決定電機的轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)矩限制，而對電機的速度和位置沒有要求。由于在伺服系統(tǒng)中，電動機的永磁轉(zhuǎn)子磁極位置通過位置傳感器測量出來，并以此作為電流控制的依據(jù)，實現(xiàn)矢量控制。通常采用比例積分控制。目前應(yīng)用較為普遍的位置傳感器有各類編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器。 1）模擬控制：控制系統(tǒng)的信號是連續(xù)變化的，控制作用也是連續(xù)發(fā)生并連續(xù)作用到被控對象。 2）數(shù)字控制：控制信號是離散化的，其控制作用是離散進行的。 優(yōu)點：由于用數(shù)字信號傳送信息，所以不易受溫度影響；容易實現(xiàn)與上位機通訊；具有復(fù)雜的計算能力，系統(tǒng)具有較高的柔性。 ◎作為伺服電動機，系統(tǒng)要求電機的電磁轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩指令信號必須是線性關(guān)系，通過矢量控制可以得到交流永磁電機的這種線性關(guān)系數(shù)學(xué)模型。可采用的控制方法有多種，其中 Id=0的控制最為簡單，且調(diào)速性能好。一定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩對應(yīng)于一定的 I39。q，通過這兩個電流的控制，使實際的 Id和 iq跟蹤指令值 I39。q ，便實現(xiàn)了電動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制。如果能保證定、轉(zhuǎn)子兩個磁通勢總是正交，那么就能夠具有優(yōu)良的控制品質(zhì)。 4）
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