第五章机电传动伺服系统.ppt

设输入控制信号Uk的相位与电源电压UsM的相位相同时，在正半周时，VTl导通而VT2截止，电流由输出变压器Bout原边的上半部分承担，方向由0到A；在负半周（图5.16中圆圈内所标极性）时，则VT2导通而VTl截止，电流由输出变压器Bout原边的下半部分承担且方向由0到B。当输入控制信号的相位和电源电压的相位相差180°时，则情况与图5.16所示相反，其输出相位也改变了180°。 以上介绍的两种交流伺服模块各有其特点。直流电源供电的模块效率较低，多用于两相交流伺服电动机的双相控制中作为末级功率放大器；脉动电源供电的模块一般多用于两相交流伺服电动机的单相控制中作为末级功率放大器。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 这时电动机的电流几乎与晶体管的特性无关，由电动机本身的特性决定。 5.1.2．交流伺服电动机 1．交流伺服电动机的基本类型 与普通交流电动机类似，交流伺服电动机也分为异步和同步两种。两相交流伺服电动机原理上就是一台两相异步电动机。它的定子上正交放置两相绕组，这两相绕组一个叫励磁绕组，另一相为控制绕组。转子一般有两种结构形式，一种是笼型转子，这种转子的结构与普通笼型感应电动机的转子相同；另一种是非磁性空心杯转子，其结构如图5.7所示。 笼型转子与空心杯转子比较。前者输出力矩大、结构简单、励磁电流小、效率高，唯一不足是转子转动惯量大，因而动态响应不如空心杯转子快。空心杯转子具有惯性小，反应灵敏，调速范围大、但这种电动机的励磁电流较大，因而功率因数和效率较低。 运行时，励磁绕组一般施加固定单相交流电压，通过对控制绕组的控制电压进行必要的控制来实现对转速的调节。同时应注意，在相位上是不同的。 2．交流伺服电动机驱动模块（ASMDR） 从两相交流伺服电动机原理分析，可知道交流伺服电动机定子上有两相正交绕组。一个是励磁绕组，作为电动机工作磁场的建立；另一个是控制绕组，作为电动机的运行控制，它们都是加交流电压。交流伺服电动机的控制方式有幅值控制、相位控制和双相控制三种。根据不同的控制方式，交流伺服电动机驱动模块有多种结构。 幅值控制是在励磁电压与控制电压相位差（90°）不变的情况下， 仅改变控制电压的幅值来实现对电动机转速的控制。这时两相伺服电动机控制电路应具有这样三大功能：①对励磁绕组施加固定频率、固定相位的单相交流电源；②实现励磁电压与控制电压的固定分相（90°）；③实现对控制电压的幅值调节。幅值控制驱动模块原理结构如图5.8所示。 90°分相电路可以采用简单的阻容分相电路，也可采用移相控制电路，它的作用是实现励磁电压与控制电压（90°）分相，对控制电压的幅值调节实际上就是一种单相交流调压器。 相位控制是在励磁电压Uf的幅值和相位角φf不变以及控制绕组的控制电压Uo的幅值不变并且与Uf的幅值相等的情况下，调节Uo的相位，从而实现对电动机转速的调节。因此，它的驱动模块在原理上就是一个移相控制器，如图5.9所示。 图5.10为两相伺服电动机的双相控制示意图。双相控制就是使励磁电压Uf与控制电压Uo随控制信号同时改变，并始终保持两者相位差为90°。这时的驱动模块实际上就是两个完全相同的功率放大器。伺服电动机的控制直接体现在Ufk和Ukk上，Ufk与Ukk的相位差始终为90°。功率放大器的作用是将两个弱控制信号ufk和Ukk进行功率放大。 下面介绍几种适用于两相伺服电动机的驱动模块，这些模块根据内部所用的功率器件和特点可分为：晶闸管模块、晶体管式PWM驱动模块、晶体管伺服放大模块。 （1)晶闸管式驱动模块(ASMDR一SCR) 该模块是以晶闸管作为功率元件构成模块主电路。用晶闸管构成的两相伺服电动机幅值控制模块主电路如图5.11a所示。 从图中看出，它是一个用晶闸管构成的单相交流调压器，原理和基本结构与交流电动机电子式调压驱动模块的主电路类似。这里采用的是两个单相调压器(VW1和VT3为构成一个向控制绕组的A-M段供电，VT2和VT4向控制绕组的MB段供电），这两个调压电路分别接在具有中间抽头的两相伺服电动机控制绕组上。 当控制电压Uk＝0时，两个触发器(A,B)输