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沟通伺服电机的变频调速解析,沟通伺服电机的SPWM变频调速

交流伺服电机的变频调速解析,交流伺服电机的SPWM变频调速-交流伺服电动机的结构主要可分为两部分,即定子部分和转子部分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同,在定子铁心中也安放着空间互成90度电角

  沟通伺服电动机的结构首要可分为两部分,即定子部分和转子部分。其间定子的结构与旋转变压器的定子根本相同,在定子铁心中也安放着空间互成90度电视点的两相绕组。其间一组为激磁绕组,另一组为操控绕组,沟通伺服电动机是一种两相的沟通电动机。 沟通伺服电动机使用时,激磁绕组两头施加稳定的激磁电压Uf,操控绕组两头施加操控电压Uk。当定子绕组加上电压后,伺服电动机很快就会滚动起来。 通入励磁绕组及操控绕组的电流在电机内发生一个旋转磁场,旋转磁场的转向决议了电机的转向,当恣意一个绕组上所加的电压反相时,旋转磁场的方向就发生改动,电机的方向也发生改动。

  伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器操控的U/V/W三相电构成电磁场,转子在此磁场的效果下滚动,一同电机自带的编码器反应信号给驱动器,驱动器依据反应值与目标值进行比较,调整转子滚动的视点。伺服电机的精度决议于编码器的精度(线数)。

  

  沟通伺服电机定子的结构根本上与电容分相式单相异步电动机类似。其定子上装有两个方位互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它一直接在沟通电压Uf上;另一个是操控绕组L,联接操控信号电压Uc。所以沟通伺服电动机又称两个伺服电动机。

  沟通伺服电机的变频调速

  

  只需改动沟通伺服电机的供电频率f1,即可改动电机转速,所以沟通伺服电机调速使用最多的是变频调速。

  变频调速的首要环节是:为沟通电机供给变频电源的变频器。

  变频器分:交-交变频;交-直-交变频。

  (1)交-交变频

  

  使用可控硅整流器直接将工频沟通电(频率50Hz)变成频率较低的脉动沟通电,正组输出正脉冲,反组输出负脉冲,脉动沟通电的基波是所需的变频电压。

  该办法所得的沟通电动摇比较大,且最大频率即为变频器输入的工频电压频率。

  (2)交-直-交变频

  

  先将沟通电整流成直流电,然后将直流电压变成矩形脉冲波电压,矩形脉冲波的基波是所需的变频电压。

  该调频办法所得沟通电的动摇小,调频规模比较宽,调理线性度好。

  在交-直-交变频中依据中心直流电压是否可调分为中心直流电压可调PWM逆变器和中心直流电压固定的PWM逆变器;依据中心直流电路储能元件是大%&&&&&%仍是大电感分为电压型逆变器和电流型逆变器。

  SPWM(正弦波PWM)变频器是现在使用最广、最根本的一种交-直-交型电压型变频器,在沟通调速体系中取得广泛使用。

  SPWM变压变频器调制原理(以单相为例)

  正弦脉宽调制(SPWM)波形:与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波。

  等效原理:把正弦波分红n等分,每一区间面积用与其持平的等幅不等宽的矩形面积替代。正弦波的正负半周均如此处理。

  

  SPWM操控波的生成:正弦波—三角波调制。

  

  Q——电压比较器;

  UR——由指令脉冲转换来的,正弦操控波;

  UΔ——三角波发生器。

  

  整流器将三相工频沟通电变成直流电;

  逆变器将直流电压逆变成三相沟通电,驱动电机运转。

  沟通伺服电机SPWM变频调速办法

  沟通电机变频调速体系中的要害部件之一便是逆变器,因为调速的要求,逆变器有必要具有频率接连可调、以及输出电压接连可调,并与频率坚持必定比例关系等功能。

  使用脉冲宽度调制逆变器可完成变频也变压。如图所示,因电压的均匀值和占空比成正比,所以在调理频率时,改动输出电压脉冲的占空比,就能一同完成变频和变压。与图1(a)比较,图1(b)所示电压周期增大(频率下降),而占空比减小,故均匀电压下降。

  选用PWM办法操控逆变管的通、断时,可取得一组幅值持平、宽度相同的矩形脉冲,改动矩形脉冲的宽度可操控其输出电压,改动调制周期可操控其输出频率,一同完成变压和变频。因输出电压波形为矩形波,具有许多高次谐波成分。对电机来说,有用的是电压的基波。为了削减谐波影响,进步电机的运转功能,应选用对称的三相正弦波电源为三相沟通电机供电。

  正弦波脉宽调制型逆变器(SPWM)的输出端可获一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形,来近似等效于正弦电压波。SPWM脉宽调制波形,如图2。当正弦值为最大值时,脉冲的宽度也最大,而脉冲的距离则最小。反之,当正弦值较小时,脉冲的宽度也小,而脉冲的距离则较大,这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大大削减。

  

  

  选用数字电路的SPWM逆变器,可选用以软件为根底的操控形式。长处是所需硬件少,灵活性好和智能性强。缺陷是需求经过核算确认SPWM的脉冲宽度,有必定的延时和呼应时刻。跟着高速度、高精度多功能微处理器、微操控器和SPWM专用芯片的开展,选用微机操控的数字化SPWM技能已占当今PWM逆变器的主导地位。

  SPWM变频调速体系,其间各部分的功用:

  速度给定器:给定信号,操控频率、电压及正回转。

  平稳发动回路:使发动加、减速时刻可随机械负载设定,以到达软发动的意图。

  函数发生器:在输出低频信号时坚持电机气隙磁通必定,补偿定子电压降的影响。

  电压频率变压器:将电压转换为频率,经分频器、环形计数器发生方波,和经三角波发生器发生的三角波一同送入调制回路。

  电压调理器:发生频率和起伏可调的操控正弦波,送入调制回路,送入调制回路,在调制回路中进行SPWM改换,发生三相的脉冲宽度调制信号。在基极回路中输出信号至功率晶体管基极,即对SPWM的主回路进行操控,完成对永磁沟通伺服电机的变频调速。

  电流检测器:过载维护。

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