24伏直流伺服電機(jī)(直流伺服電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng))
- 發(fā)布時(shí)間:??2021-03-05
- 分類:公司動(dòng)態(tài)
- 作者:
- 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
- 訪問(wèn)量:3453
直流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置的功能是將速度指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成電樞的電壓值,以達(dá)到調(diào)速目的?,F(xiàn)代直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速設(shè)備通常采用晶閘管(SCR,SCR)調(diào)速系統(tǒng)和晶體管脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)速系統(tǒng)。
1.晶閘管調(diào)速系統(tǒng)
1)晶閘管調(diào)速系統(tǒng)主電路
晶閘管速度控制系統(tǒng)使用大功率晶閘管。它具有兩個(gè)功能。一種是將電網(wǎng)中的交流電整流并將其轉(zhuǎn)換為直流電。另一個(gè)在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)在可逆控制電路中。電機(jī)的慣性性能被轉(zhuǎn)換為電能,并反饋到交流電網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)反向。要控制晶閘管,您需要提供一個(gè)觸發(fā)脈沖發(fā)生器以生成適當(dāng)?shù)挠|發(fā)脈沖。晶閘管整流器電路有幾種類型,在數(shù)控機(jī)床中常用的是三相橋式反向并聯(lián)可逆電路。
如圖所示,它是三相橋式反向并聯(lián)可逆電路。它由12個(gè)SCR大功率晶閘管組成,晶閘管分為兩組。 S11至S16是一組,而S21至S26是一組。每一組通過(guò)三相電橋連接,兩組互不平行,分別實(shí)現(xiàn)正向和反向旋轉(zhuǎn)。反向并聯(lián)連接是指兩組逆變器橋以反極性連接并由交流電源供電。每個(gè)晶閘管組都有兩種工作狀態(tài):換向和逆變器。當(dāng)一組處于換向操作時(shí),另一組處于逆變器待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)速度降低時(shí),逆變器組被激活。
三相全控橋式電路的電壓波形如圖所示。如圖所示,晶閘管的觸發(fā)角為π/3。晶閘管以π/3的間隔依次導(dǎo)通,并且電機(jī)每6個(gè)脈沖旋轉(zhuǎn)一次。由于晶閘管以較高的速度觸發(fā),流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流幾乎是連續(xù)的。
工作過(guò)程如下。當(dāng)ωt=π/6 +α?xí)r,S11打開,在此之前S16打開。因此,如果A相電壓波形為π/6 +α<ωt<π/6 +α+π/3間隔,則晶閘管S11,S16導(dǎo)通,并且電機(jī)端子連接到A相。和B,所以Ud=UAB。如果ωt=α+π/3 +π/6,則晶閘管S12接通,由于反向偏置(自然或電網(wǎng)整流),電流流經(jīng)S12且S16斷開。此時(shí),S11和S12接通,并且電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為Ud=UAC。這樣,每隔π/3,另一個(gè)晶閘管就會(huì)導(dǎo)通,并且重復(fù)上述過(guò)程。
從波形圖中可以看到,只要改變觸發(fā)角α的值,就可以改變電動(dòng)機(jī)電壓的輸入值,并且可以改變直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流值。進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的目的。
在圖中,RW1是速度定位器,速度偏差電壓,Un是速度反饋電壓,ΔUn是反饋偏差電壓,A是比例放大器,Uct是觸發(fā)控制電壓,GT是觸發(fā)可控硅的控制裝置。
系統(tǒng)的操作條件和自動(dòng)速度調(diào)節(jié)過(guò)程如下。
當(dāng)系統(tǒng)以相對(duì)較小的速度設(shè)置電壓運(yùn)行時(shí),由于電機(jī)暫時(shí)不旋轉(zhuǎn),因此速度反饋電壓Un=0,反饋偏差電壓ΔUn=
,經(jīng)過(guò)放大器后,輸出較大的Uct,并且觸發(fā)輸出α的觸發(fā)角在初始狀態(tài)下從90o減小,并且整流器的輸出電壓在Ud=0時(shí)也上升到某個(gè)較大的值。電壓(電流不超過(guò)允許值)時(shí)間開始工作。隨著速度的增加,反饋電壓Un上升,速度偏差電壓ΔUn下降,Uct相應(yīng)下降,當(dāng)α上升時(shí),整流器輸出電壓Ud也下降,并且電動(dòng)機(jī)滑差速度也以給定速度下降,即反饋欠電壓接近,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。如前所述,電動(dòng)機(jī)速度可以接近給定速度,偏差的大小與放大倍數(shù)密切相關(guān)。但是,這種系統(tǒng)原則上是有偏差的,因此稱為差速控制系統(tǒng)。
4)晶閘管電源,速度和電流的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
前述具有負(fù)反饋速度的單閉環(huán)速度控制系統(tǒng)實(shí)際上不能在CNC機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中使用。 CNC機(jī)床中的高要求速度控制系統(tǒng)需要快速啟動(dòng),制動(dòng)和動(dòng)態(tài)減速。采用雙速閉環(huán)系統(tǒng),電流一般較小等。
速度電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如圖所示。為了實(shí)現(xiàn)速度和電流的兩個(gè)反饋分別工作,系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器來(lái)分別調(diào)節(jié)速度和電流,并且在兩者之間實(shí)現(xiàn)了級(jí)聯(lián)。
2.晶體管直流脈寬(PWM)調(diào)速系統(tǒng)
1)晶體管速度控制系統(tǒng)的主電路
開關(guān)功率放大器是脈寬調(diào)制率裝置的主要電路,其結(jié)構(gòu)形式由H型(也稱為電橋型)和T型組成。每個(gè)電路分為單極工作模式和雙極工作模式,各種工作模式可以形成可逆開關(guān)放大電路和不可逆開關(guān)放大電路。
圖為廣泛使用的H型開關(guān)電路的工作原理,該電路是由4個(gè)二極管和4個(gè)功率管組成的橋式回路。直流電源+ Ed由3套全波整流器電源供電。從脈沖寬度調(diào)制器輸出的脈沖波u1,u2,u3,u4被光電隔離器轉(zhuǎn)換成具有與每個(gè)脈沖相同的相位和極性的脈沖信號(hào)U1,U2,U3,U4,并被添加到開關(guān)電源管VT1 。 ?VT4的基礎(chǔ)。如果電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行,則在0tt1的時(shí)間間隔內(nèi),U2和U3變?yōu)楦唠娖?,并且功率晶體管VT2和VT3導(dǎo)通,這時(shí)在兩端添加電源和+ Ed。用于為電動(dòng)機(jī)供電的電樞電流的方向從電源+ Ed通過(guò)VT3→電動(dòng)機(jī)→VT2→返回到電源。在時(shí)間段t1≤tt2中,U1和U3均處于低電平,VT1和VT3均終止,+ Ed被阻斷。此時(shí),U2仍處于高電平,此時(shí),由于電樞電感,電流繼續(xù)在VT2和續(xù)流二極管VD4中循環(huán)。當(dāng)t2≤tt3時(shí),U2和U3同時(shí)為正,通過(guò)VT2和VT3將+ Ed加到電動(dòng)機(jī)的兩端,電流繼續(xù)流動(dòng)。當(dāng)t3≤tT時(shí),U2和U4同時(shí)為負(fù),電源被切斷,U3為正,因此電樞電流流過(guò)VT3和VD1。從主電路獲得的電壓UAB是在+ Ed和O之間變化的脈沖電壓。
雙極和單極原理圖是相同的,但不同之處在于右側(cè)的兩個(gè)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)不同。
2)晶體管直流脈寬調(diào)制(PWM)速度控制系統(tǒng)
(1)直流PWM伺服驅(qū)動(dòng)器的工作原理
PWM驅(qū)動(dòng)單元利用大功率晶體管的開關(guān)特性調(diào)制以固定頻率接通和斷開的固定電壓DC電源,一個(gè)周期的接通和斷開時(shí)間如下:您可以通過(guò)更改直流伺服電機(jī)電樞電壓的“占空比”來(lái)更改平均電壓,從而控制電機(jī)的速度。
圖中顯示了PWM控制的示意圖。可控開關(guān)S每隔一定的時(shí)間重復(fù)開/關(guān),當(dāng)S為ON時(shí),電機(jī)U的兩端都通電。為了供給能量,電動(dòng)機(jī)存儲(chǔ)能量,并且當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),停止向電動(dòng)機(jī)的能量供給。當(dāng)開關(guān)S關(guān)斷時(shí),電樞電感中存儲(chǔ)的能量繼續(xù)使電動(dòng)機(jī)電流通過(guò)續(xù)流二極管VD循環(huán)。
在電動(dòng)機(jī)兩端施加圖中所示的電壓波形,從電動(dòng)機(jī)獲得的平均電壓如下。
有一個(gè)公式。更改噸位和噸位可以更改速度,但這僅在該設(shè)備上可行。該圖是PWM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理的框圖。
在圖中,PWM驅(qū)動(dòng)裝置的控制結(jié)構(gòu)可分為兩部分:功率轉(zhuǎn)換電路和將能量從主功率傳遞到電動(dòng)機(jī)的控制電路。功率轉(zhuǎn)換電路可以是H型和T型功率放大器電路。控制電路通常由基本電路組成,例如恒定頻率波形發(fā)生器,脈寬調(diào)制電路,基本驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路。
當(dāng)三角波電壓UΔ和直流電壓Uk發(fā)送到放大器時(shí),如果三角波高于控制電壓,則輸出為“空”,反之,輸出為“占空比”,占空比可以通過(guò)改變控制電壓Uk來(lái)改變。輸出波形如圖所示。
脈沖分配電路根據(jù)功率轉(zhuǎn)換電路的工作模式對(duì)V/W轉(zhuǎn)換信號(hào)執(zhí)行適當(dāng)?shù)倪壿嬣D(zhuǎn)換,并將其分配給基本驅(qū)動(dòng)電路,以滿足開/關(guān)定時(shí)脈沖的電壓要求。當(dāng)電源轉(zhuǎn)換電路工作時(shí)。
熱門資訊:

請(qǐng)關(guān)注我們
江西電機(jī)
地址:上海市松江區(qū)莘磚公路399弄
座機(jī): +86-021-6992-5088
傳真: +86-021-6992-5099
郵箱: 18717976220@163.com
Copyright ? 2020 江西電機(jī)?版權(quán)所有 網(wǎng)站圖片內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。
滬ICP備16040912號(hào)-18