交流伺服电动机
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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
wenku.baidu.com
（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。
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。
目前常用的PWM信号产生方法有以下几种： ①专用集成电路（ASIC) 生成PWM信号的专用 集成电路种类较多，如脉宽调制集成电路HEF4752V 及供交流伺服电机用的PLL·PWM专用集成电路 TA8444F和PWM用的专用集成电路SL20等。 ②专用单片机 根据变频调速的需要生产的专 用单片机，如80C196MC，它是16位专用单片机，片 内有16KB的OTP/ROM，波形生成器及EAP等。
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：
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。
闭环调压调速系统可得到比较硬的机械特性，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。
三相逆变器由S1～S6六个开关组成，这六个开关 按照图（b）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。
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目的。
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。
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：
(2)8051单片机与HEF4752V构成 的PWM型交流调速系统 ① HEF4752V简介 HEF4752V 引脚排列为双列直插28脚芯片，
③微机生成PWM信号 生成PWM信号的微机最小系统由 微处理器（MPU）、可编程只读存储器（PROM）、读 写存储器（RAM）、非易失性存储器、门阵列和频率 指令输入回路等构成。此种微机为变频调速设计专用 的，其中的非易失性存储器存放U/f的常数、加减速 时间及其他常数， PWM信号在门阵列中形成并送往逆 变桥GTR的基极驱动电路。
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
6.3.４ (PWM)型晶闸管变频调速系统 1.变频器的工作原理
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（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。
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。
目前常用的PWM信号产生方法有以下几种： ①专用集成电路（ASIC) 生成PWM信号的专用 集成电路种类较多，如脉宽调制集成电路HEF4752V 及供交流伺服电机用的PLL·PWM专用集成电路 TA8444F和PWM用的专用集成电路SL20等。 ②专用单片机 根据变频调速的需要生产的专 用单片机，如80C196MC，它是16位专用单片机，片 内有16KB的OTP/ROM，波形生成器及EAP等。
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：
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。
闭环调压调速系统可得到比较硬的机械特性，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。
三相逆变器由S1～S6六个开关组成，这六个开关 按照图（b）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。
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目的。
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。
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：
(2)8051单片机与HEF4752V构成 的PWM型交流调速系统 ① HEF4752V简介 HEF4752V 引脚排列为双列直插28脚芯片，
③微机生成PWM信号 生成PWM信号的微机最小系统由 微处理器（MPU）、可编程只读存储器（PROM）、读 写存储器（RAM）、非易失性存储器、门阵列和频率 指令输入回路等构成。此种微机为变频调速设计专用 的，其中的非易失性存储器存放U/f的常数、加减速 时间及其他常数， PWM信号在门阵列中形成并送往逆 变桥GTR的基极驱动电路。
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