數(shù)控伺服系統(tǒng)ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-05-14 02:57本頁(yè)面
【正文】 ： 電樞上的 平均 電壓 UAB越大，轉(zhuǎn)速越高。 ⑦ 雙極性 ： 由以上分析表明： 可逆 H型雙極式 PWM開(kāi)關(guān)功率放大器，無(wú)論負(fù)載是重還是輕、電機(jī) 是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，加在電樞上的電壓極性在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，都在 US和 –US之間變換一次，故稱為雙極性?？焖傩院?。 ③電源的功率因數(shù)高 : SCR系統(tǒng)由于導(dǎo)通角的影響，使交流電源的波形畸 變、高次諧波的干擾，降低了電源功率因數(shù)。 ④動(dòng)態(tài)硬度好 : 校 正瞬態(tài)負(fù)載擾動(dòng)能力強(qiáng)，頻帶寬，動(dòng)態(tài)硬度高。 ⑵ 良好的加、減速及換向功能。 ⑷ 大的調(diào)速范圍。 速度控制單元：沒(méi)有位置控制，只是速度控制系統(tǒng)。 調(diào)磁部分 — 恒功率調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)速。包括 速度環(huán)、電流環(huán)、可控硅整流主回路等。 ◆ 激磁回路由激磁電流設(shè)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(hào)，經(jīng)電流調(diào)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(diào)速。在 額定轉(zhuǎn)速以下用改變電調(diào)電樞端電壓調(diào)速，此時(shí)調(diào)磁不 工作只是維持額定的磁場(chǎng)，用電壓反饋?zhàn)餍盘?hào)，限制激 磁電流反饋。 交流進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度控制 由電機(jī)學(xué)知，交流電機(jī)轉(zhuǎn)速公式： 式中： f – 定子電源頻率 p – 磁激對(duì)數(shù) S – 轉(zhuǎn)差率 ns – 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n– 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ? ?s1p f60n 1 ?? 異步電機(jī) 變頻 – 用于籠型電機(jī) 調(diào)壓（定子電壓） 電磁磚差離合器 調(diào)阻（轉(zhuǎn)子電組） 串級(jí)調(diào)速 交 –直 –交 交 –交 交 –直 –交 交 –交 變轉(zhuǎn) 差率 變頻 變頻 同步電機(jī) 交流電動(dòng)機(jī) ssnnns ??由此可知調(diào)速方法： （ ） （ ） 2022/5/25 對(duì)于進(jìn)給系統(tǒng)常使用交流同步電機(jī)，該電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)差率，電機(jī)轉(zhuǎn)速公式變?yōu)椋? pfn 160?從式中可以看出：只能用變頻調(diào)速，并且是有效方法。電壓型先將電網(wǎng)的交流 電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷?，再?jīng)逆變器變?yōu)轭l率和電壓都可變的交 流電壓。 ● 交 –交變頻器 該變頻器沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，直接將電網(wǎng)的交流電 變?yōu)轭l率和電壓都可變的交流電。 （ SPWM）變壓變頻器 ⑴ 基本概念 1964年德國(guó)人率先提出脈寬調(diào)制變頻思想，把通訊系統(tǒng)中的 （ ） 2022/5/25 調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于交流變頻器。還有空間電壓矢量 PWM、最優(yōu) PWM、預(yù)測(cè) PWM、隨機(jī) PWM、規(guī)則采樣數(shù)字化 PWM等等。 為逆變器的供電。其控 制極（大功率晶體管 GTR為基極 ）輸入由基準(zhǔn)正弦波（由速度指 令轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的）和三角波疊加出來(lái)的 SPWM調(diào)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(dǎo)通、截止， 輸出一系列功率級(jí)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(jí) SPWM電壓，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 2022/5/25 ⑵ 正弦脈寬調(diào)制原理 （以單相為例） 正弦脈寬調(diào)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。 正弦的正負(fù)半周均如此 處理。 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(zhǔn) 正弦波疊加 （比較器） SPWM調(diào)制波 基準(zhǔn)正弦波 (由速度指令 轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的 ) VD1 調(diào)制波 載波 u ut u1: ut u1 u0 O O O t t t RF R R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 VD2 VD3 VD4 C 1 C 2 U0 (ua、 ub、 uc ) t O + + + t ut: uAB 50Hz SPWM D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 T1 T2 T3 T4 T5 T6 ua ua ub ub uc uc u1 u2 u3 ut u1 ut ud ua ω1t ω1t ω1t ω1t ω1t ω1t uA0 uB0 uC0 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(zhuǎn)換來(lái)的 ut 改變調(diào)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(cè)反饋電路 2022/5/25 校正 補(bǔ)償 乘法器 SPWM 功率 放大 速度反 饋信號(hào) 轉(zhuǎn)子位置 檢測(cè)電路 電流信號(hào) 處理電路 傳感器信號(hào)處理電路 傳感器 MS 3~ 電流 比較 速度 比較 電流 傳感 + + U(t) 2022/5/25 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(jī)存儲(chǔ)事先算好的 SPWM數(shù)據(jù)表格，由指令調(diào)出，或通過(guò)軟 件實(shí)時(shí)生成。 去主回路 三極管基極 u/f 分頻 u/f 分頻 基準(zhǔn)正弦波 產(chǎn)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 2022/5/25 SPWM變壓變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)： ，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)； 。 2022/5/25 交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：交流感應(yīng)異步電機(jī) 調(diào)速方法很多，變頻調(diào)速是最適用的方法，主要有： 壓頻（ u/f）調(diào)速 矢量變換控制調(diào)速 在電機(jī)調(diào)速時(shí)，希望保持每極磁通為額定值。 磁通過(guò)強(qiáng) — 使鐵心飽和，產(chǎn)生過(guò)大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)因繞 組過(guò)熱燒毀電機(jī)。 三相 異步電機(jī) 定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為： Eg = ≈ 式中 f1 — 定子 頻率（ Hz）； N1 — 定子電動(dòng)繞組串聯(lián)匝數(shù)； Kn1 — 基波繞組系數(shù)； Φm — 每 極氣隙磁通量 2022/5/25 n T 10 20 30 40 1000 2022 3000 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性曲線 T n 10 20 30 40 1000 2022 3000 恒 Tm調(diào)速特性曲線 由上式可知 Φm ≈ Eg / f1 恒功率調(diào)速 2022/5/25 10 20 30 40 50 60 1000 2022 n T 交流異步電機(jī)的矢量控制 2022/5/25 A A B C 0 0 0 d d q q 矢量控制 2022/5/25 60o 60o FC FA FB F F d id iq i i il 交流同步電機(jī)的矢量控制 2022/5/25 d A B C i iq id iA d ic iB q 位置控制 2022/5/25 位置檢測(cè) 測(cè)速值 位置傳感器 測(cè)速計(jì) 電動(dòng)機(jī) 速度控制 位置控制 指令位置 Doi + DAi 實(shí)際 位置 ?Di Vpi ?Vi VDi KD KV 2022/5/25 比較 環(huán)節(jié) 伺服 放大器 D/A 工作臺(tái) 位置 檢測(cè)器 伺服 電機(jī) 脈沖 處理 指令脈沖 F 反饋脈沖 位置信息
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