机电一体化概论教学课件作者赵再军13.直流伺服驱动控制.ppt

《机电一体化概论教学课件作者赵再军13.直流伺服驱动控制.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机电一体化概论作者：赵再军责任编辑：石国华出版日期：2008年9月IDPN：308-2008-016课件章数：14第三节直流伺服驱动及其控制一、直流伺服电机工作原理直流电动机结构与原理图直流电动机机械特性和调速指标Ua=Ea+IaRa类型有：电枢控制式和磁场控制式机械特性：指控制电压恒定时，转速与电磁转矩的关系。Ua=常数时，n=-KT调节特性：指转矩恒定时，电动机的转矩随控制电压变化的关系。Ra=常数时，n=Ua-Ke结论:1、机械特性是下倾直线。斜率越大，转矩变化引起转速变化大，机械特性软；2、斜率为负是保证电机在整个转速范

2、围内正常运行条件；3、从调节特性看电机连续旋转需大于一定电压起动转矩，负载越大，死区越大。转速为零，电机立即停止，无自转现象。二、PWM原理PWM直流调速原理：开关周期性闭合、断开总周期为T，闭合时间为τ，断开时间为T-τ；外加电源电压U为常数，则电源加到电动机电枢上的电压波形是一个方波列，一个周期内电压的平均值为：μ：占空比，又称导通率。当T不变时，只要连续改变τ（0~T）可连续地使U由0变化到U，从而达到连续改变电动机的转速的目的。小结：PWM（PulseWidthModulation）是脉冲宽度调制的英文缩写，它的含义是利

3、用大功率晶体管的开关作用，将恒定的直流电源电压斩成一定频率的方波电压，并加在直流电机的电枢上，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压来控制电机的转速。电动机状态：当电枢A、B两端电压的平均值Ua大于反电动势E时，则电枢电流的方向从A到B为正向，并与E的方向相反，电机的工作为电动机状态。电动机状态：0≤t＜t1内，T1、T4饱和，电源电压加在电枢A、B两端，电源输出能量，电枢电流增加，电枢电感储存能量；（1）t1≤t＜T，T1、T4截止，电源电压反向加在电枢A、B两端，电流减小，电枢电感释放能量并产生自感电势维持续流电流，电

4、机处反接制动状态。（2）发电机状态：当电枢A、B两端电压的平均值Ua小于反电动势E时，则电枢电流的方向从B到A为正向，并与E的方向相同，电机的工作为发电机状态。发电机状态：t1≤t＜T，T2、T3饱和，电源电压反向加在电枢A、B两端，电源输出能量，电流（3）流动，电枢电感储存能量，电机工作在反接制动中的制动状态；0≤t＜t1内，T2、T3截止，反向续流电流（4）流动，电源电压加在电枢A、B两端，电流减小，电枢电感释放能量并产生自感电势维持续流过程。电机工作在能量再生制动状态。双极PWM变换器优点1、电流连续；2、可使电动机在四个

5、象限内运行；3、电动机停止时有微振电流，能消除摩擦死区；4、低速运行时每个晶体管的驱动脉冲仍较宽，有利于晶体管可靠导通；5、低速运行时平稳性好，调速范围宽。双极PWM变换器缺点工作过程中四个晶体管都处在开关状态，开关损耗大，且易发生上、下两管同时导通的事故。应加逻辑延时电路。三、直流伺服电机的选择1。惯量匹配原则：2、容量匹配原则：四、直流伺服电机性能