数控技术(伺服)x.PPT

* * * * 在定子测，电源电压克服反电动势E建立磁场，反电动势是定子绕组切割 转磁场的结果，有效值的大小为 E=4.44kr1 f1 N1 Φ 式中： kr1——与绕组结构有关的常数 N1——每相定子绕组的匝数 f1——定子供电频率 Φ——每极气隙磁通量 若忽略定子阻抗下降，端电压为： U≈E=4.44kr1 f1 N1 Φ 式中，N1、kr2为常数，当U1、f1为额定值时， Φ达到饱和状态。 6.4.3 交流电动机变频调速技术 1. f1 50HZ的调速 当Φ＝C（饱和值不变时），若f1减小，必须使U减 小，即保持 （常数）否则，当f1减小，U不变化 时，使定子，使定子铁芯处于过饱和状态，可能过热烧坏电机。 即Φ＝C，使绕组中电流I2不变，从式T=Cm ΦI2 cosφ，T＝C，为恒转矩调速。 2. f1 50HZ的调速 当f1 50HZ，若仍维持 ，必然使U超过额定值，这是不允许的。 通常当f1 50HZ时，使U=C，当f1增大时，Φ减小，由于感抗增加，绕组中电流I2减小，使输出转矩T减小。当n增大输出功率P保持不变，近似为恒功率调速。 （0～10V）信号经V/F变换→ 脉冲信号→计数分频器中有 （0～359）360个数码，每二 进制码对应1°，用于EPROM 地址选择。 EPROM存放正弦 波形，360个波形值（1°对应 一个值）计数分频器从0计到360 后从零重新开始。计满360°正 好取出一个正弦的波形值（从EPROW → D/A →正弦 波A、B、C相位角相差120°。 正弦波的幅值和频率保持一定的比例关系，幅值通过计算机来实现。 6.4.4 微机控制的PWM实现 6.5 交流伺服电机的矢量控制 异步电机的矢量变换控制，是一种新的控制理论方法，作用是使异步电机能像直流电机那样，实现磁通小转矩的单元 控制，获得好的控制特性。若异步电机的三相固定定子绕组A、B、C上，通以三相正弦平衡交流电iA 、iB、iC时，就形成了定子旋转磁场Fs，其旋转方向决定于三相电流的相序，旋转角频率＝三相电流角频率ωs。 三相异步电机可用右图固定两相绕组D、Q异步电机来等效，角频率ωs定子旋转磁式Fs，但要满足条件为： (6－18) (6－19) 若 则 (6－20) 式(6－18)的系数矩阵为三相固定绕组两相固定绕组的变换矩阵，若右图中两个对称且相互垂直的绕组M’、T’，分别通以电流I’M和I’T且M’、T’，以ωs 转，同时满足: (6－21) 上式说明，只需旋转绕组M’、T’的M’绕组中通以直流电流 ，即可使其与两相固定绕组P、Q的异步电机完全等效，也与A、B、C三相固定绕组异步电机完全等效。M’、T’旋转绕组的旋转磁式Fs等于电流im’流过M’相绕组所产生的磁式。 式(6－21)系数矩阵为两相固定绕组异步电机M’、T’旋转绕组电机的变换矩阵。 将式(6－20)值代入式(6－21) 将三种绕组的电机的矢量图画在一起，当固定的A、B、C三相绕组通以式(6－19)的三相交流电时，在同步旋转的M’、T’绕组的M’中有一个与之对应的直流电流 。 由电机学可知，异步电机工作时，三相定子电流包含两个分量，一个是产生磁势的励磁电流分量，另一个是产生转矩的电流分量。 等效直流im’可分解为产生气隙磁通的Φm的励磁电流分量I和产生转矩T的转矩电流分量－IT。 A,D T’ T C B Q M’ M -IT iQ -iC iB iC ia ΨD ΨM θS β ε IM iD ΨQ iT Im及－IT可视为与M’、T’绕组同步旋转的另一个M、T旋转绕组所通过的两个直流电流。M、T中所通过的直流电流Im 、－IT与iD、iθ的关系为 (6－24) (6－22) 式中：θ1＝ θs－ β,负载角 上式为M、T旋转绕组列D、Q固定绕组的变换矩阵 (6－23) 为D、Q固定绕组列M、T旋转绕组的变换矩阵同样可得D、Q两相固定绕组列A、B、C三相固定绕组的变换矩阵。 矢量变换原理如下： 由所求的气隙磁通ψm确定电流I，由ψm及所要求的转矩T确定转子电流IT。经过Im1－IT → iD 、iQ → iA 、iB、 iC的变换 即可得到三相电流iA、iB、iC的瞬时值,以此作为定子三相电流的给定值对三相异步电机进行控制。由