Chapter02-WYB-4学时-伺服电动机解析.ppt

Chapter 2 Servo Motor 最不对称，脉振磁场 对称，圆形旋转磁场 不对称，椭圆形旋转磁场 定义： 为信号系数，则： 相位控制 控制电压的幅值保持不变，通过改变控制电压对励磁电压的相角来实现对电机的控制。 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 由于与励磁电压相差90度的电压为： 所以信号系数定义为： 脉振磁场 椭圆形磁场 圆形磁场 幅值相位控制（电容控制） 励磁回路串联电容后接到相位和幅值都不变的励磁电源，当改变控制电压幅值时，由于励磁回路电流发生变化，使励磁绕组及其串联电容上的电压分布发生变化，从而使控制电压与励磁绕组上的电压间的相位角也发生变化。 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 当改变控制电压的幅值以改变转速时，由于转子绕组的耦合作用，励磁电流If的大小和相位都会改变，致使励磁绕组上的电压的大小和相位也随之改变。所以，这是一种幅值和相位的复合控制方式。 Cph 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 双相控制 励磁电压与控制电压间的相位固定为90度，而励磁电压的幅值随控制信号的改变而同样的改变，也就是说，不论控制信号大小，电机始终在圆形旋转磁场下工作，可获得最大输出功率和效率。 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 交流伺服电动机的静态特性 和直流伺服电动机一样，可用机械特性和调节特性来表征交流伺服电动机的的静态运行性能。 1. 幅值控制时的静态特性 圆形旋转磁场，电机处于对称运行状态 脉动磁场，电机不对称程度最大 椭圆形旋转磁场，可用两个反向旋转的圆形旋转磁场表示 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 幅值控制时的机械特性 幅值控制时的调节特性 只有当信号系数为1时，理想空载转速=同步速。 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 2. 相位控制时的静态特性 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 3. 电容控制 定义获得圆形旋转磁场时的信号系数为a0。为使伺服电机有尽可能大的起动转矩，通常使两相伺服电机在起动时获得圆形旋转磁场。电机起动后便为椭圆形磁场，故电容控制时电机的理想空载转速都低于同步速。 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 4. 双相控制 信号系数定义为实际控制信号与额定信号电压(电机名牌上有注明)之比。 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 分析： 各种控制方式下的调节（控制）特性均为非线性，但是在相对速度较小、信号系数较小时，都接近直线。所以，为获得线性的调节特性，伺服电机应工作在相对转速较低的状态下。 办法：提高工作频率。 例：0~2400 r/m的转速范围， f=50Hz时，相对转速：0~0.8； f=500Hz时，相对转速：0~0.08. 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 性能指标 空载始动电压 在额定励磁电压和空载的情况下，使转子在任意位置开始连续转动所需的最小控制电压称为空载始动电压Us0，通常用额控制电压的百分数表示。Us0越小，表示伺服电动机的灵敏度越高，一般不大于3~4%。 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 机械特性的非线性度? 在额定励磁电压下，任意控制电压时的实际机械特性与线性机械特性在T=Tst/2时的速度差与空载转速之比百分数。 始动电压 机械特性非线性度 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 调节特性的非线性度Kv 在额定激磁电压和空载情况下，当信号系数为0.7时，实际调节特性与线性调节特性的速度差与空载转速之比的百分数。 中国石油大学（华东）电气工程系 EE Chapter 2 Servo Motor 机电时间常数?m 如果把信号系数为1时的机械特性近似地用一条直线代替，那么与这条机械特性相对应的电机时间常数就与直流伺服电动机的机电时间常数表达式相同，即 伺服电动机经常工作于不对称状态，即信号系数不等于1，随着信号系数的减小，对应的空载转速与堵转转矩的比值增大，故相应的时间常数也随着增大