伺服控制系统介绍
- 格式:doc
- 大小:76.50 KB
- 文档页数:8
1.交流伺服电机组成:励磁绕组/控制绕组:两绕组相差90度
励磁绕组:励磁电压
控制绕组:控制电压
2.交流伺服电机控制模式:
速度模式、位置模式、转矩模式
3.控制方式:
幅值控制:保持控制电压和励磁电压之间的相位角差β为90,仅仅改变控制电压的幅值,这种控制方式叫幅值控制。
相位控制:保持控制电压的幅值不变,仅仅改变控制电压与励磁电压的相位差β,这种控制方式叫相位控制。
幅值相位控制:在励磁电路中联移相电容,改变控制电压的幅值以引起励磁电压的幅值及其相对于控制电压的相位差发生变化,这种控制方式,叫幅值相位控制(或电
容控制)。
4.直流伺服电动机与普通直流电动机基本一样,也是由:
1、磁极(定子)
2、电枢(转子)、
3、电刷
4、换向器
定子磁极用于产生磁场。
5.直流伺服电机:直流伺服电动机具有起动转矩大、调速范围宽、机械特性和调节特性线性度好、控制方便等优点,被广泛应用在闭环或半闭环控制的伺服系统中。
6.直流伺服电机的分类:
按结构分:永磁式、电磁式
按励磁分:他励、并励、串励、复励
7.直流伺服电机结构与普通电机的区别有三点:
(1)转子是光滑无槽的铁芯,用绝缘粘合剂直接把线圈帖在铁心表面上。
(2)转子长而且直径小,这是为了减少转动惯量。
(3)定子结构采用图所示方形,提高了励磁线圈放置的有效面积.但由于无槽结构.气隙较大,励磁和线圈匝数较大,故损耗大,发热厉害,为此采取措施是在极间安放
船型挡风板,增加风压,使之带走较多的热量。而线圈外不包扎形成赤裸线圈。8.直流伺服电机
(1)、能量转换部分
直流伺服电机的能量转换部分的结构和工作原理与普通小型直流电动机基本相同。它的励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立电源供电。通常采用电枢控制,就是励磁电压U f 一定,建立的磁通量Φ也是定值,而将控制电压Uc加在电枢上。
(2)、编码器部分
用于返馈电动机转动的角度量。
9.直流伺服电机的速度控制方式:
(1)电枢电压控制(恒转矩调速方式)----在定子磁场不变的情况下,通过改变施加在电
枢绕组两端的电压来改变电动机的转速,由于负载和定子磁场均不变,电枢电流可以
达到额定值,相应的输出转矩也可以达到额定值,由电机学可知,这种调速方式称为
恒转矩调速方式。
(2) 激磁磁场控制---- 这种方式只适用于电磁式直流伺服电动机,是通过改变激磁电流的
大小来改变磁场强度,从而改变电动机的转速。
10.通过改变励磁磁场或电枢电压的方向能改变电动机的旋转方向,即将激磁绕组或电枢绕组的接线端对调就可改变转向。
11.直流伺服电机驱动器主要用于接收编码器的反馈信号和主机给定的速度信号,实时地控制伺服电机电枢电压。驱动器与伺服电机配套使用.
12.恒转矩与恒功率:
恒功率就是功率不变,转速和转矩成反比;
恒转矩就是转矩不变,转速和功率成正比。
前者还好,后者对电机功率储备要求较高,一般规定在一定范围内,否则难办哦
13.电机调速的功率控制原理
摘要:本文根据电机功率转换的普遍原理,提出并证明恒转矩调速的实质在于电机的轴功率控制,转速调节是功率控制的响应,其关键为如何通过电功率控制轴功率。
关键词:电机调速功率控制原理
引言:
电机调速实质的探讨,是关系到近代交流调速发展的重要理论问题。随着近代变频调速矢量控制及直接转矩控制等调速控制理论的提出和实践,很多有关文献和论著都把调速的转矩控制确认为调速的普遍规律,并提出调速的实质和关键在于电磁转矩控制。然而,这种观点尚缺乏理论和实践的证明,值得商榷。
本文根据电机功率转换的普遍原理,提出并证明恒转矩调速的实质在于电机的轴功率控制,转速调节是功率控制的响应,其关键为如何通过电功率控制轴功率。
转矩控制仅适于恒功率调速,它只是电机调速的局部,而不是调速的普遍规律。变频调速所依据的是转矩控制,实际执行的却是功率控制,因此才没有影响到应用的正确性。
一、功率控制与转矩控制
根据机电能量转换原理,凡电动机都可划分为主磁极和电枢两个功能部分。主磁极的作用是建立主磁场,电枢则是与磁场相互作用将电磁功率转换为轴功率。
直流电动机的主磁极和电枢不仅结构鲜明,而且功能独立,无疑符合以上定义。而交流(异步)电动机通常以定子、转子划分构成,需加说明。
根据所述电枢定义,异步机的轴功率产生于转子,因此,异步机真正的电枢是转子。问题在于定子,一方面定子励磁产生主磁场,故定子是主磁极。另一方面,定子又通过电磁感应为电枢(转子)输送电磁功率,却不产生轴功率,因此定子又具有电枢的部分特征,这里我们把它称为伪电枢。定子的这种复合功能,是异步机区别于直流机的主要特征。
从电枢输出角度观察,电动机的轴功率与电磁转矩机械转速的关系为:
PM=MΩ(1)
或Ω=PM/M(2)
公式(2)除了给出了电机转速与轴功率和电磁转矩间的量值关系以外,同时表明,电机转速最终只能通过轴功率或电磁转矩两种控制获得调节,前者简称功率控制,后者简称转矩控制。
1. 功率控制
功率控制是以轴功率PM为调速主控量,作用对象必然是电枢或伪电枢。电磁转矩在调速稳态时,取决于负载转矩的大小。
即M=Mfz (3)
当负载转矩一经为客观工况所确定之后,电磁转矩就唯一地被决定了,因此电磁转矩不仅与调速控制无关,而且不能随意改变其量值。
电磁转矩对转速的作用表现在调速的过渡过程,转矩的变化是转速响应滞后的结果,此时,功率控制造成电磁转矩响应。
设电机调速前的稳态转速为Ω1,轴功率为PM1,调速后的稳态转速为Ω2,相应的轴功率变为PM2。由于电磁转矩:
M=PM/Ω(4)
故调速时,电磁转矩变为:
M=PM2/Ω
由于受惯性的作用,在t=0的调速瞬时Ω=Ω1,故
M=PM2/Ω1
t=0
此时的电磁转矩将与原来的电磁转矩M1=PM1/Ω1不等,转矩平衡被破坏并产生动态转矩,电机转速在动态转矩作用下开始由Ω1向Ω2过渡,其变化规律为:
Ω1=(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2(5)