PWM调速系统

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上海电力学院信控系第六节交流伺服电机的调速•由于直流电机本身在结构上的缺陷，它的机械接触式换向器不但结构复杂，制造费时，价格昂贵，而且在运行中容易产生火花，以及换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等问题，在运行中需要有经常性的维护检修，对环境的要求也比较高。

•交流电机，特别是鼠笼型异步电动机，由于它结构简单，制造方便，价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，可以用于恶劣环境，因此近年来在机器人领域得到了广泛的应用和推广。

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一、交流电机的调速方法调压调速斩波调速转子串电阻调速串级调速滑差调速变频调速等
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实质
%10011×−=n n n s 转差率同步转速转子转速
1n 1n n <em
T 1(1)n n s =−调节同步转速n 1
调节转差率S
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二、异步电动机的变频调速系统1．电压型转差频率控制变频调速系统
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2. 转矩和磁通通道独流的转差频率控制变频调速系统
3．电流型转差频率控制的变频调速系统
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4．电流跟踪变频调速系统
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2009测控上海电力学院信控系第七节机器人控制系统
•五、机器人运动控制系统
•（1）驱动电路电机驱动流程
H 桥驱动原理图
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信控系（2）运动控制芯片
LM629系统结构框图
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运动梯形图
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直流脉宽调速系统
（PWM －
－Pulse Width Modulation ）
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全控型器件
•
电力晶体管（GTR ）•
电力场效应管（MOFET ）•
可关断晶闸管（GTO ）•
绝缘栅极双极性晶体管（IGBT ）•MOS 控制晶闸管（MCT ）
通过对基极（门极或栅极）的控制，可以控制其导通和关断
c e b
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U
+
–N S
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上海电力学院信控系C-滤波储能电容器
1）整流电路输出的电压是脉动的直流电，必须加电容滤波；
2）在整流电路与PWM 变换器之间去耦合，消除相互干扰
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Pulse-Width Modulation
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脉宽调速变换器
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一、不可逆PWM变换器
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t on
T
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•在不可逆电路中，存在电流不能反向的问题，因而没有制动能力，不能投入实际应用，还需要增加制动环节，控制电动机降速。

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VT1是主控管，起调制作用；
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VT2是辅助管，用于构成电动机的制动回路
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工作状态和波形
当较大负载时
当电动机在电动
状态下运行时
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电动状态下，VT2不起作用s s on d U U T t U ρ==
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信控系VT1VT2
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当电动机减速或停车时，VT1的
控制电压脉冲变窄，负脉冲变宽，占空比减小，Ud 降低。

由于惯性的作用，转速和反电势不能立即变化，使得Ea>Ud ，Ea-Ud 产生反向电流
VT1
VT2
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当电动机减速或停车时，VT1的控制电压脉冲变窄，负脉冲变宽，占空比减小，Ud 降低。

由于惯性的作用，转速和反电势不能立即变化，使得Ea>Ud ，Ea-Ud 产生反向电流
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实际上不是
严格的折线
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二、可逆PWM变换器
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工作状态和波形
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脉宽调速系统的控制电路
脉宽调制器UPW
调制波发生器GM
逻辑延时环节DLD
电力晶体管的驱动器GD PWM 脉宽调制变换电路和保护电路FA
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第五章重点
•
伺服系统动态参数的概念•
伺服电动机的原理与特性•
伺服电动机调速原理•直流脉宽调速原理。