交流伺服电动机.ppt

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1、6.3交流伺服电机及其控制6.3.1交流伺服电机交流伺服电机一般有两种：笼型异步伺服电机和永磁同步伺服电机。笼型异步伺服电机的原理结构与笼型异步电动机一样的，区别在于笼型异步伺服电机输出量可调，即输入电压、电流或频率具有可控性。永磁同步伺服电机的情况与笼型异步伺服电机是十分相似的。6.3.2交流电动机调速种类n=60f(1-s)/p交流电动机调速系统种类常见有1.变极对数调速；2.变转差率调速：（1)调压调速（2）电磁转差离合器调速（3）绕线异步电机转子串电阻调速（4）绕线异步电机转子串附加电动势（串级调速）；3.变频调速等

2、。6.3.３晶闸管调压调速通过改变感应电动机的定子电压进行调速，它主要应用于短时或重复短时调速的设备上。晶闸管调压调速控制系统结构图：该系统电路是采用Y形联结的三相调压电路，控制方式为转速负反馈的闭环控制。反馈电压uG与给定电压ug比较得到转速差电压Δun，用Δun通过转速调节器控制晶闸管的导通角。改变ug的值即可改变感应电动机的定子电压和电动机的转速，当ug＞uG，调压器的控制角因Δun＝ug－uG的增加而变小，输出电压提高，转速升高，至ug＝uG才会稳定转速；反之上述过程向反方向进行。闭环调压调速系统可得到比较硬的

3、机械特性，如图，当电网电压或负载转矩出现波动时，转速不会因扰动出现大幅度波动。如a点，对应的转差率s=s1当负载转矩由T1变为T2时，若开环控制，转速将下降到b点。闭环控制：转速下降，uG下降而ug不变，则Δun变大，调压器的控制角前移，输出电压由u1上升到u2，电动机的转速将上升到c点，这对减少低速运行时的静差度、增大调速范围是有利的。晶闸管调压调速存在着：在低速时感应电动机的转差功率损耗大，运行效率低；采用相位控制方式时，电压为非正弦，电动机电流中存在着较大的高次谐波，电动机将产生附加谐波损耗，电磁转矩也会因谐波的

4、存在而发生脉动，对它的输出转矩有较大的影响。6.3.４(PWM)型晶闸管变频调速系统1.变频器的工作原理变频调速系统中的变频器通常分为交－交变频器和交－直－交变频器两种。交－交变频器直接将电网的交流电变换为电压和频率都可调的交流电，但输出电压的频率不能高于电网的供电频率，这适用于低频大容量的调速系统。交－直－交变频器首先将电网的交流电整流为可控的直流电，然后再由逆变器将直流电逆变为交流电。交－直－交变频器由整流器和逆变器两部分构成，逆变器的工作原理如图说明：三相逆变器由S1～S6六个开关组成，这六个开关按照图（b

5、）的开关动作时序表闭合、断开，就能在输出端A、B和C上得到矩形波的三相交流电，矩形波的幅值等于直流电压UDC，改变UDC的大小即可调节交流矩形波的幅值。在实际应用中UDC应是可调节的，这可由可控整流器来实现，实际的逆变器采用半导体功率（电力）器件作为开关元件如晶闸管等。２.PWM型交流变频器交－直－交变频器的控制方式主要有电流型、电压型和PWM型。脉宽调制（PWM）型变频器的特点是调频和调压任务都由逆变器担当，二极管整流器提供恒定的直流电压，讨论PWM型变频器就是讨论PWM型逆变器，PWM型逆变器的主电路如图：PWM逆变器输出

6、电压波形的每个周是由一组等幅而不等宽的矩形脉冲构成的，与半周正弦波等效，输出电流波形很近似于正弦波。由于调频、调压都在逆变器内进行，调节及时且迅速，改善了系统的动态性能。（１）PWM信号的生成PWM信号－－矩形脉冲序列的生成是根据下图的等效原则来实现的。PWM逆变器输出电压的脉宽调制波是由控制电路按一定的规律控制半导体开关元件的通断而产生的，这一定的规律就是PWM信号，逆变器的输出电压是PWM信号的放大。　　将正弦波正半周划分为m等分，每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等高矩形脉冲代替，由m个等幅而不

7、等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦波的正半周等效。同理负半周也是等效的。由于矩形波的幅值恒定，要使它的面积与相应的正弦波的那一等分面积相等，只能调整矩形脉冲的宽度，这就是脉冲宽度调制（PWM）。PWM信号的生成方法有多种，最常用是用正弦波与三角波相交来产生的，三角波称为载波（亦称调制波），其幅值恒定，而正弦波称为正弦控制波。图中PWM波脉冲的宽度对应于正弦波幅值大于三角波幅值的那一部分，该宽度按正弦规律变化，改变正弦控制波的幅值，即可改变脉冲宽度，从而改变逆变器的输出电压。频率的调节有：同步和非同步调制。同步调制方式的载波和正

8、弦控制波的频率成比例地变化，每周输出脉冲数不变；非同步调制方式的载波频率固定，只改变正弦控制波的频率。　　采用正弦控制波与三角波相交生成PWM信号的方法去改变正弦控制波的频率或幅值，即可改变逆变器输出频率或输出电压的幅值；同时改变正弦控制波的频率和幅值，即可达到调频又调压的