机械伺服系统设计.ppt

8.3.6矢量控制60o60oFCFAFBFFdidiqiiil第69页,共69页，星期六，2024年，5月8.3速度控制概述：速度控制系统由速度控制单元、伺服电机和速度检测装置组成。分为主运动和进给运动。进给运动：是保证轨迹、尺寸和形位精度的。不但有速度控制，还有位置控制。在整个速度范围内，保持恒转矩。与主运动相比功率较小。主运动：主要无级调速，但还要有下面的控制功能：⑴主轴于进给驱动的同步控制；⑵准停控制；⑶分度控制；⑷恒线速度控制。速度控制：主要是调速，调速有机械、液压和电气方法，电气调速最有利于实现自动化。第37页,共69页，星期六，2024年，5月8.3.1直流进给运动的速度控制1.、直流伺服电机的调速原理根据机械特性公式可知调速有二种方法:电枢电压Ua和气隙磁通Φ⑴改变电枢外加电压Ua:由于绕组绝缘耐压的限制，调压只能在额定转速以下进行。属于恒转矩调速。⑵改变气隙磁通量Φ：改激磁电流即可改Φ，在Ua恒定情况下，磁场接近饱和，故只能弱磁调速，在额定转速以上进行。属于恒功率调速。2.直流速度控制单元调速控方式◆晶闸管（可控硅）调速系统◆晶体管脉宽调制（PWM）调速系统（9）（10）第38页,共69页，星期六，2024年，5月晶闸管调速系统

1）系统的组成包括控制回路：速度环、电流环、触发脉冲发生器等。主回路：可控硅整流放大器等。速度环：速度调节（PI），作用：好的静态、动态特性。电流环：电流调节(P或PI)。作用：加快响应、启动、低频稳定等。触发脉冲发生器：产生移相脉冲，使可控硅触发角前移或后移。可控硅整流放大器：整流、放大、驱动，使电机转动。速度调节器电流调节器触发脉冲发生器可控硅整流器电流反馈速度反馈电流检测编码器电机UR+-UfIfIR+-E1ES第39页,共69页，星期六，2024年，5月2）主回路工作原理组成：由大功率晶闸管构成的三相全控桥式（三相全波）反并接可逆电路，分成二大部分（Ⅰ和Ⅱ），每部分内按三相桥式连接，二组反并接，分别实现正转和反转。原理：三相整流器，由二个半波整流电路组成。每部分内又分成共阴极组（1、3、5）和共阳极组（2、4、6）。为构成回路，这二组中必须各有一个可控硅同时导通。1、3、5在正半周导通，2、4、6在负半周导通。每组内（即二相间）触发脉冲相位相差120o，每相内二个触发脉冲相差180o。按管号排列，触发脉冲的顺序：1-2-3-4-5-6，相邻之间相位差60o。为保证合闸后两个串联可控硅能同时导通，或已截止的相再次导通，采用双脉冲控制。既每个触发脉冲在导通60o后，在补发一个辅助脉冲；也可以采用宽脉冲控制，宽度大于60o，小于120o。462791113581210ABCMⅠⅡUMUDKMKM+-第40页,共69页，星期六，2024年，5月原理：e)uacbcaba)b)c)d)135①②③④⑤⑥ωtub246bcaωtωtωtωt11335511336224466224135246120°120°180°60°132460°60°56α只要改变可控