交流异步电动机的伺服运行

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1、交流异步电动机的伺服运行（2005-11-2510:50:21）交流异步电动机的伺服运行摘要：本文将对通用异步电动机的单轴定位控制和多轴同步控制的由来，应用领域及相应产品做以介绍。关键词：异步电动机伺服控制丹佛斯公司异步电动机伺服控制器Abstract:Thefollowingpresentationintroducessingleandmultiaxesinthecontrollingofsynchronizingandpositioningbyasynchronousmotor.Anewservosystemd

2、esignedbyDanfossusinginsynchronizing&positioningcontrolfromasynchronousmotorwillbeintroducedalso.Keywords:Threephaseasynchronousmotor;servocontrol;Danfoss’SyncPoscontroller交流异步电动机以其稳定可靠的运行性能，十分理想的运行经济性能，以及极其有限的运行维护要求获得了绝对广泛的应用，几乎所有通用机械的源动力均来源于交流异步电动机，且其机械源动力的主

3、导地位经久不衰。这是众所周知的事情。然而，交流异步电动机的运行原理使其调速方式完全不同于直流电动机。自从异步电动机诞生以来，其调速运行的特殊要求始终困扰着人们。人们钟情于异步电动机可靠的机电特性，也无奈于异步电动机的调速难度。为了使异步电动机适用于各种调速场合，人们采取过多种诸如转子串电阻调速，调压调速等低效高耗的调速方式。现代变频调速器的出现终于使人们在异步电动机的应用上有了高效灵活的调速手段。然而，随着应用领域的不断扩展，应用要求的不断提高，简单的调速性能已不能满足全部应用需求。在很多领域，人们需要多轴的高精度

4、同步运行，单轴或者多轴的高精度定位控制，即机械系统的伺服运行。由于经典伺服系统的复杂性和昂贵的投入，使人们再次将目光集中到异步电动机上。但是，即使象现代变频调速器这样精密灵活的调速设备，也很难用简单的方法来驾驭建立在滑差运行原理上的交流异步电动机，使其担任伺服运行任务。为了利用变频调速器的灵活性来完成伺服任务，人们尝试过许多努力。典型的方案有“AC电机–变频器–PLC–光电编码器+机械锁定机构”或者“AC电机–变频器–单片机–光电编码器+机械锁定机构”等等。这些方案虽然在逻辑上采取了类似伺服系统的电机轴速和轴位置的

5、检测作为反馈信号以期获得速度或轴位置的精确调整。但是，由于上述各方案的组成部件之间并非有机的结合，系统存在计算速度，运行精度均显粗糙的问题，只能在稳态运行时满足较低的技术要求，动态过程几乎无法确定，完全不能与典型的伺服系统相比拟。丹麦丹佛斯有限公司推出的VLT5000系列变频调速器专用的同步及定位控制卡(SyncPos)完全实现了异步电动机的伺服运行功能，并在电机容量上弥补了伺服系统大容量的空缺（0.55kW–90kW），为人们提供了一种性价比极高的动力设备。本文将讨论SyncPos的系统组成，运用条件及主要技术指

6、标。§1.经典伺服系统回顾人们对经典伺服系统已经很熟悉。在经典的伺服系统中，伺服电机，伺服驱动器，控制器件（PLC，PC等）是必须的组成部分。位置或速度的检测则视需要而定。由于伺服运行的特殊要求，如高速，高动态特性等，伺服系统的电机通常使用专用的伺服电机。电机可以是交流电机，也可以是直流电机。不同厂家的伺服电机通常需要特定的驱动器，产品互换性能较差。因此，传统伺服系统的成本一直居高不下，往往是用户选择动力方案时的重点考虑因素之一。伺服系统的经典应用场合是，单轴定位控制；多轴位置同步或速度同步运行。在多轴同步运行时，

7、视应用场合的技术要求，系统可以采用主从方式（或称随动方式）；也可以采用所谓虚拟主轴方式（高精度同步方式）。7§2.VLT5000系列变频调速器的专用伺服控制卡SyncPosVLT5000系列变频调速器是丹麦丹佛斯公司生产的通用系列产品。该系列产品具有强硬的电机动静态性能和卓越的低频性能，以及优良的自稳定性，是十分理想的动力传递设备。VLT5000系列的伺服控制卡SyncPos是丹佛斯公司专门为其VLT5000在同步与定位控制方面应用而设计的专用控制部件。该部件集控制逻辑和运行调节于一身，具有完全的伺服控制功能，而系

8、统成本则大大低于经典伺服系统。SyncPos灵活的编程能力和调试环境使其能够适应各种控制要求。WINDOWS平台上的编程环境使编程工作异常方便。此外，专用的PID优化程序以图表方式给出PID参数的现状并指出PID的调整方向，使受控轴在额定负荷以内的任何负载状态下都能够得到最佳的动态性能。§2.1由SyncPos组成的伺服系统的结构SyncPos卡是安装在VL