最新交流伺服调速原理

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cW
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F
数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology
§ 5-5-3 矢量变换原理
指3矢令. 量矢速变量度换变控换制的原应理用框图
AC 整流滤波
+
+
速度
-
控制 -
电流 控制
单相当SP调W制M波基为本正原半理周，当正弦波高于三角波时，VT1导通、 VT2关断，使负载上得到的相电压为u0=＋Ud/2；当正弦波低于 三角波时，VT1关断、VD2续流二极管释放能量，负载上的相
电压为u0 = -Ud/2；实现双极性调制。
VT1
VD1
Ud
L
VT2
VD2
uc ur
调制 电路
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M 3~
第五章 伺服驱动系统
§ 5-5 交流伺服电动机及控制
§ 5-5-1 概述 § 5-5-2 交流电机的基本调速原理 § 5-5-3 矢量变换原理 § 5-5-4 永磁同步交流伺服电机的结构 § 5-5-5 永磁同步交流伺服电机的数学模型 § 5-5-6 交流伺服电机的速度控制 § 5-5-7 交流伺服电机的位置控制
§ 5-5-2 交流电机的基本调速原理
SPWM变频调速系统
SPWM变频调速系统框图
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第五章 伺服驱动系统
§ 5-5 交流伺服电动机及控制
§ 5-5-1 概述 § 5-5-2 交流电机的基本调速原理 § 5-5-3 矢量变换原理 § 5-5-4 永磁同步交流伺服电机的结构 § 5-5-5 永磁同步交流伺服电机的数学模型 § 5-5-6 交流伺服电机的速度控制 § 5-5-7 交流伺服电机的位置控制
伺服 电机
CNC
பைடு நூலகம்
伺服 驱动器
编码器
光栅
伺服 电机
PLC
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§ 5-5-3 矢量变换原理
单纯的变频调速无法解决交流电机的转矩控制，由于交流电 机的励磁电流与转矩电流耦合在一起，因此难以象直流电机那 样直接实现调压和调磁控制，这就是早期进给伺服驱动采用直 流电机的原因，也是单纯采用变频调速的主轴系统速度和位置 控制精度不高的原因。要想使交流电机达到同样的调速性能， 就需要将励磁电流与转矩电流解耦，这就是矢量控制。
Dir + clk Up Down； AB相正交脉冲。
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§ 5-5-1 概述
3. 交流进给伺服系统工作方式
1） 闭环速度控制/扭矩工作方式
交流伺服驱动器
位置 控制
速度 控制
电流 控制
d/dt
伺服 电机
模拟电压
位置 CNC 位置
控制
反馈
工作台
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§ 5-5-1 概述
3. 交流进给伺服系统工作方式
2） 高速伺服总线闭环控制工作方式
伺服 驱动器
U＝Ea+RaIa Ea＝CeФn
Te＝CtФIa
直流电机方程
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§ 5-5-3 矢量变换原理
2. 交流电机矢量变换的三两数相学交直旋模流角转型坐标系
b V w0
F
b（ada-b-w-qbc0） F
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§ 5-5-1 概述
2. 交流伺服电机的工作方式
➢ 扭矩控制方式； 模拟量输入；
➢ 速度控制方式；
模拟量输入； 数字输入（选择8-16种内部速度）； 串行通信。
➢ 位置控制方式。 脉冲输入； 串行通信。
交流伺服调速原理
§ 5-5 交流伺服电动机及控制
§ 5-5-1 概述
自20世纪80年代中期以来，为解决直流伺服电机电刷和换 向器容易磨损、换向时会产生火花而使最高转速和使应用环境 受到限制，以交流伺服电动机作为驱动元件的交流伺服系统得 到迅速发展，逐渐取代了直流伺服电机，是当今全数字伺服驱 动系统的发展趋势。
交流伺服电机的技术支持： ➢ 永磁材料 ➢ 控制理论和技术 ➢ 大功率半导体器件 ➢ 微型计算机技术 ➢ 大规模集成电路
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§ 5-5-2 交流电机的基本调速原理
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iar Clarke
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PPaarkrk 逆变换
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变换
SVPWM
微 分
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Park 变换
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Clarke
ib 变换 iW ADC
DC
IPM
UU UV UW
编码器
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直流伺服电机
U = I ·R +ε
ε =Ce ·Φ ·n
T =Ct ·Φ ·I
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§ 5-5-2 交流电机的基本调速原理
三相SPWM基本原理 ➢ 通过改变调制波的幅值，可改
变逆变器输出电压的幅值； ➢ 通过改变调制波的频率，可改
变逆变器输出基波的频率。
双极性调制法（三相）
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