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首頁(yè)‘乾途娛樂注冊(cè)交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要可分為兩部分,即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同,在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組,另一組為控制繞組,交流伺服電動(dòng)機(jī)是一種兩相的交流電動(dòng)機(jī)。 交流伺服電動(dòng)機(jī)使用時(shí),激磁繞組兩端施加恒定的激磁電壓Uf,控制繞組兩端施加控制電壓Uk。當(dāng)定子繞組加上電壓后,伺服電動(dòng)機(jī)很快就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 通入勵(lì)磁繞組及控制繞組的電流在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)向,當(dāng)任意一個(gè)繞組上所加的電壓反相時(shí),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向就發(fā)生改變,電機(jī)的方向也發(fā)生改變。
伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。
交流伺服電機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)相似。其定子上裝有兩個(gè)位置互差90的繞組,一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf,它始終接在交流電壓Uf上;另一個(gè)是控制繞組L,聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。
只要改變交流伺服電機(jī)的供電頻率f1,即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,所以交流伺服電機(jī)調(diào)速應(yīng)用最多的是變頻調(diào)速。
利用可控硅整流器直接將工頻交流電(頻率50Hz)變成頻率較低的脈動(dòng)交流電,正組輸出正脈沖,反組輸出負(fù)脈沖,脈動(dòng)交流電的基波是所需的變頻電壓。
先將交流電整流成直流電,然后將直流電壓變成矩形脈沖波電壓,矩形脈沖波的基波是所需的變頻電壓。
在交-直-交變頻中根據(jù)中間直流電壓是否可調(diào)分為中間直流電壓可調(diào)PWM逆變器和中間直流電壓固定的PWM逆變器;根據(jù)中間直流電路儲(chǔ)能元件是大電容還是大電感分為電壓型逆變器和電流型逆變器。
SPWM(正弦波PWM)變頻器是目前應(yīng)用最廣、最基本的一種交-直-交型電壓型變頻器,在交流調(diào)速系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。
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。
等效原理:把正弦波分成n等分,每一區(qū)間面積用與其相等的等幅不等寬的矩形面積代替。正弦波的正負(fù)半周均如此處理。
交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一就是逆變器,由于調(diào)速的要求,逆變器必須具有頻率連續(xù)可調(diào)、以及輸出電壓連續(xù)可調(diào),并與頻率保持一定比例關(guān)系等功能。
利用脈沖寬度調(diào)制逆變器可實(shí)現(xiàn)變頻也變壓。如圖所示,因電壓的平均值和占空比成正比,所以在調(diào)節(jié)頻率時(shí),改變輸出電壓脈沖的占空比,就能同時(shí)實(shí)現(xiàn)變頻和變壓。與圖1(a)相比,圖1(b)所示電壓周期增大(頻率降低),而占空比減小,故平均電壓降低。
采用PWM方法控制逆變管的通、斷時(shí),可獲得一組幅值相等、寬度相同的矩形脈沖,改變矩形脈沖的寬度可控制其輸出電壓,改變調(diào)制周期可控制其輸出頻率,同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓和變頻。因輸出電壓波形為矩形波,具有許多高次諧波成分。對(duì)電機(jī)來(lái)說(shuō),有用的是電壓的基波。為了減少諧波影響,提高電機(jī)的運(yùn)行性能,應(yīng)采用對(duì)稱的三相正弦波電源為三相交流電機(jī)供電。
正弦波脈寬調(diào)制型逆變器(SPWM)的輸出端可獲一組等幅而不等寬的矩形脈沖波形,來(lái)近似等效于正弦電壓波。SPWM脈寬調(diào)制波形,如圖2。當(dāng)正弦值為最大值時(shí),脈沖的寬度也最大,而脈沖的間隔則最小。反之,當(dāng)正弦值較小時(shí),脈沖的寬度也小,而脈沖的間隔則較大,這樣的電壓脈沖系列可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大大減少。
采用數(shù)字電路的SPWM逆變器,可采用以軟件為基礎(chǔ)的控制模式。優(yōu)點(diǎn)是所需硬件少,靈活性好和智能性強(qiáng)。缺點(diǎn)是需要通過(guò)計(jì)算確定SPWM的脈沖寬度,有一定的延時(shí)和響應(yīng)時(shí)間。隨著高速度、高精度多功能微處理器、微控制器和SPWM專用芯片的發(fā)展,采用微機(jī)控制的數(shù)字化SPWM技術(shù)已占當(dāng)今PWM逆變器的主導(dǎo)地位。
函數(shù)發(fā)生器:在輸出低頻信號(hào)時(shí)保持電機(jī)氣隙磁通一定,補(bǔ)償定子電壓降的影響。
電壓頻率變壓器:將電壓轉(zhuǎn)換為頻率,經(jīng)分頻器、環(huán)形計(jì)數(shù)器產(chǎn)生方波,和經(jīng)三角波發(fā)生器產(chǎn)生的三角波一起送入調(diào)制回路。
電壓調(diào)節(jié)器:產(chǎn)生頻率和幅度可調(diào)的控制正弦波,送入調(diào)制回路,送入調(diào)制回路,在調(diào)制回路中進(jìn)行SPWM變換,產(chǎn)生三相的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。在基極回路中輸出信號(hào)至功率晶體管基極,即對(duì)SPWM的主回路進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁交流伺服電機(jī)的變頻調(diào)速。