交流伺服電機及其控制書簽版

1、www.PLC交流伺服電www PLCw機orld cn及其控制www.91HMI.com寇寶泉程樹康編www.PLCwww.PLC第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章伺感永交交交直直服應(yīng)磁流流流接線系電同伺伺伺統(tǒng)機步服服服概伺電系系系交伺述服機統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)流服控伺的常常伺系制服功用用服統(tǒng)控率的的傳控感制器策略www.91HMI.comwww PLCworld cn驅(qū) 動交流24828awww.PLC第1章伺服系統(tǒng)概述..1.4.1伺服系統(tǒng)的基本概念伺服系統(tǒng)的定義伺服系統(tǒng)的組成伺服系統(tǒng)性能

2、的基本要求伺服系統(tǒng)的種類伺服系統(tǒng)的發(fā)展過程交流伺服系統(tǒng)的構(gòu)成交流伺服電機功率變換器傳感器控制器交流伺服系統(tǒng)的分類按伺服系統(tǒng)控制信號www.91HMI.comwww PLCworld cn24828awww.PLCwww.PLC第1伺服系統(tǒng)述1.6按伺服系統(tǒng)的控制方式交流伺伺服系服系統(tǒng)的常用統(tǒng)的發(fā)展趨勢性能www.91HMI.comwww PLCworld cn24828awww.PLC第2章感應(yīng)電機伺服控制.....7感應(yīng)電機伺服控制系統(tǒng)感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型矢量控制的基本思路

3、在三相靜止坐標(biāo)系下感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型坐標(biāo)變換感應(yīng)電機的矢量控制www.91HMI.comwww PLCworld cn轉(zhuǎn)子磁場定向M-T坐標(biāo)系中的基本方程轉(zhuǎn)差頻率控制解耦控制磁通與電流控制坐標(biāo)變換的實現(xiàn)弱磁控制M-T坐標(biāo)系下感應(yīng)電機矢量24828awww.PLCwww.PLC第2章感應(yīng)電機伺服控制2.42.5伺服控關(guān)于感制感應(yīng)電機的應(yīng)電機的直接等效直流電機轉(zhuǎn)矩常數(shù)www.91HMI.comwww PLCworld cn24828awww.PLC第3章永磁同步電機伺服控...永磁同步電機伺服控

4、制系統(tǒng)永磁同步電機的結(jié)構(gòu)永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型永磁同步電機的基本永磁同步電機的d、q軸數(shù) 正弦波永磁同步電機的w矢ww PL量Cworld cnid=0控制最大轉(zhuǎn)矩控制弱磁控制cos=1控制 最大效率控制永磁同步電機的參數(shù)與輸出范圍交流伺服電機的矢量控制www.91HMI.com24828awww.PLCwww.PLC第3章永磁同步電機伺服控 ...6狀態(tài)方程與控制框圖變換析 計計解電速位耦控制與坐標(biāo)流控制器的分度控制器的設(shè)置控制器的設(shè)d-q坐標(biāo)系下永磁同步步伺伺服電機矢量設(shè)計控制.3永磁同www.91HMI.

5、como電電定機主要尺寸確定設(shè)計技術(shù)動正弦化要點位轉(zhuǎn)矩的抑制24828awww.PLC第4章交流伺服系統(tǒng)的功率變換....交流伺功率開服系統(tǒng)功率變關(guān)器件換主電路功金絕率晶體管(GTR)屬氧化物半導(dǎo)緣柵雙極型晶體場效應(yīng)體管計功率變換主電路w的ww PL設(shè)Cworld cnwww.91HMI.com逆緩整濾制變電路的設(shè)計沖電路的設(shè)計流電路的設(shè)計波電路的設(shè)計動電路的設(shè)計PWM控制技術(shù)正 弦波脈寬調(diào)制(SPWM)24828awww.PLC第4章交流伺服系的功率變.3流跟蹤型PWM控

6、制壓空間矢量PWM控電電www.91HMI.comwww PLCworld cn24828awww.PLC第5章流伺服系統(tǒng)常用的傳感...5.3.2位置傳感器旋感旋光磁幾轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)同步器轉(zhuǎn)變壓器電編碼器性編碼器種傳感器的對www.91HMI.comwww PLCworld cn比速度傳感器測數(shù)速發(fā)電機字轉(zhuǎn)速傳感器電流傳感器霍電爾電流傳感器流檢測IC24828awww.PLC第5章流伺服系統(tǒng)常用的傳感5.5阻+絕緣電放大器感器感器電壓傳溫度傳www.91HMI.comwww PL

7、Cworld cn24828awww.PLC第6章交流伺服系統(tǒng)常用的控制策略..6.4.1基于滯回單元的有限時間基于滯回單元的有限時間滯回(HYS)單元非線性規(guī)范模型跟蹤控制非線性規(guī)范模型魯棒補償器的設(shè)計2自由度控制2自由度控制系統(tǒng)的定義2自由度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2自由度控制系統(tǒng)的設(shè)計2自由度PID控制H控制交流伺服系統(tǒng)的靈敏度www.91HMI.comwww PLCworld cn24828awww.PLCwww.PLC第6章交流伺服系統(tǒng)常用的傳感器.6.5.26

8、...36.7.4H混合靈敏度問題加權(quán)函數(shù)的選擇自適應(yīng)控制自校正控制系統(tǒng)模型參考自適應(yīng)控制滑模變結(jié)構(gòu)控制滑模變結(jié)構(gòu)控制原理滑模變結(jié)構(gòu)控制智能控制專家系統(tǒng)及專家控制模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制學(xué)習(xí)控制www.91HMI.comwww PLCworld cn24828awww.PLCwww.PLC第6章交流伺服系統(tǒng)常用的傳感器 6.7.5預(yù)測控制6.8.2交流伺服電機的高性能控制機械諧振系統(tǒng)的振動控制控制對象及問題諧振的各種控制方法www.91HMI.comwww PLCworld cn24828awww.PLCwww.PLC第7章直接驅(qū)

9、動交流伺服系統(tǒng)...27.47.5概述直接驅(qū)動伺服系統(tǒng)直接驅(qū)動伺服系統(tǒng)的特點直接驅(qū)動伺服電機應(yīng)具備的特性直接驅(qū)動伺服電機的結(jié)構(gòu)及安裝形式直接驅(qū)動伺服電機的分www P類LCworld cn直接驅(qū)動交流伺服電機的研究與發(fā)展電磁型直接驅(qū)動交流伺服電機動電型直接驅(qū)動交流伺服電機關(guān)于直接驅(qū)動伺服電動機的控制策略直接驅(qū)動伺服電機的發(fā)展方向分析www.91HMI.com24828awww.PLCwww.PLC第8章直線交流伺服系統(tǒng).8.5概述直線電直線電動機的工作原動機的分類理按按按結(jié)

10、構(gòu)型式分類功能用途分類工作原理分類www.91HMI.comwww PLCworld cn直線感直線永應(yīng)電機磁同步電機24828awww.PLC第8章流22伺1直線交系統(tǒng).高頻響直線步關(guān)于直、短行程進電動機線交流伺服電直線伺服電機機的控制策略傳現(xiàn)智統(tǒng)的控制策略代控能控略www.91HMI.comwww PLCworld cn高速機床直線電機進給伺服系統(tǒng)24828awww.PLC www PLCworld cnwww.91HMI.com24828Bwww.PLC.31.1.4

11、 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.1.1“ ” www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.1.2 侸 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.1.31) 儎2) 3)4) 5) 6)仇www PLCworld cnwww.91HMI.com24828Bwww.PLC1.1.4 傡 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.2 50www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PL

12、C.31.3.4 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.3www.91HMI.comwww PLCworld cn1-124828Bwww.PLC1.3.1.()2.3.www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.( ) www PLCworldcnwww.91HMI.com24828Bwww.PLC2. www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC3.(1) (2) www.91HMI.comwww PLCworld cn24828B

13、www.PLC(1) 1)2)3)4)5)6) 儈 儈 www.91HMI.comwww PLCworld cn 24828Bwww.PLC(2) 1) 2) 3) 4)5)6) 儈 価 www.91HMI.comwww PLCworld cn 24828Bwww.PLC1.3 2 傡 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC3.3 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC.www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.4.2www.91H

14、MI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC.3.-4.www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1 1)2) CNC(Computerized Numerical Control)3) 4) 5)6) www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC2 1)2)3)4)5) 儎 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC3. 儈 儈 享 DSP www PLCworldcnPIDwww.91HMI.com( ) 24828Bwww.PLC4

15、.1)2)3) 4) 5) 6) 儎 儎儎www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC.3.www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.5(1) D(2) KTr(3) (4)(5)(6)(7)K(8)www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1.6(1)(2)(3)儎 (4)(5)(6) (7)www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC.2.5 www PLCwor

16、ld cnwww.91HMI.com24828Bwww.PLC2.1(1)(2)www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC2.1www.91HMI.comwww PLCworld cn2-124828Bwww.PLC2.1www.91HMI.comwww PLCworld cn2-2a)b)24828Bwww.PLC.3 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC2.2.1 (iAiBiC)www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC2.2.21

17、)120°2)側(cè)3)4)仇1.www.91HMI.com2.3.4.www PLCworld cn24828Bwww.PLCwww.91HMI.comwww PLCworld cn2-3 24828Bwww.PLC1.(1) (2) rewww.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC2. Pd/dtwww.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC3 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC4.www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC

18、2.31./2./www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC1./www.91HMI.comwww PLCworld cn2-4 24828Bwww.PLC1./www.91HMI.comwww PLCworld cn2-5 24828Bwww.PLC2.www.91HMI.comwww PLCworld cn2-6M-T24828Bwww.PLC2.3.2M-T仇www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC2.3.1M-T(2-27) 畝 4 ×4 www.91HMI.comwww PLC

19、world cn24828Bwww.PLC2.3.仇www.91HMI.comwww PLCworld cn2-7仇24828Bwww.PLC2.3.仇www.91HMI.comwww PLCworld cn2-8仇24828Bwww.PLC2.3.仇www.91HMI.comwww PLCworld cn2-9仇24828Bwww.PLC2.3.5www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC2.3www.91HMI.comwww PLCworld cn2-1024828Bwww.PLC2.3www.91HMI.comwww PLCworl

20、d cn2-1124828Bwww.PLC2.3.4www.91HMI.comwww PLCworld cn2-1224828Bwww.PLC2.3.5www.91HMI.comwww PLCworld cn2-1324828Bwww.PLC2.3.5www.91HMI.comwww PLCworld cn2-1424828Bwww.PLC2.6www.91HMI.comwww PLCworld cn2-1524828Bwww.PLC2.3.7M-T 1)2)3)4) www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLCwww.91HMI.comwww PLCwo

21、rld cn2-16M-T24828Bwww.PLC2.4.1www.91HMI.comwww PLCworld cn2-1724828Bwww.PLC2.4.1www.91HMI.comwww PLCworld cn2-1824828Bwww.PLC2.4.1www.91HMI.comwww PLCworld cn2-1924828Bwww.PLC2.4.3www.91HMI.comwww PLCworld cn2-2024828Bwww.PLC2.51) 2)www.91HMI.comwww PLCworld cn儎24828Bwww.PLC2.53)www.91HMI.comwww PL

22、Cworld cn4)24828Bwww.PLC2.55)6 www.91HMI.comwww PLCworld cn24828Bwww.PLC第3章永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)...永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)的構(gòu)成永磁同步電機的結(jié)構(gòu)與工作原理永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型永磁同步電機的基本方程永磁同步電機的d、q軸數(shù)學(xué)模型正弦波永磁同步電機的w矢ww PL量Cworl控d cnid=0控制最大轉(zhuǎn)矩控制弱磁控制cos=1控制最大效率控制制方法www.91HMI.com永磁同步電機的參數(shù)與輸出范圍交流伺服電

23、機的矢量控制系統(tǒng)24828cwww.PLCwww.PLC第3章永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)....3狀態(tài)方程與控制框圖解耦控制與坐標(biāo)變換的實現(xiàn)電流控制器的分析與設(shè)計 速度控制器的設(shè)計位置控制器的設(shè)計d-q坐標(biāo)系下永磁同步w伺ww PL服Cworld電cn永磁同步伺服電機的設(shè)計要點電機主要尺寸的確定電動勢的正弦化設(shè)計定位轉(zhuǎn)矩的抑制技術(shù)機矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)成www.91HMI.com24828cwww.PLCwww.PLC3.1永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)的構(gòu)成www.91HMI.comwww PLCworld cn圖3-

24、1永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)的組成24828cwww.PLCwww.PLC3.2永磁同電機的結(jié)構(gòu)與工作原1)永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)簡單、機械強度高、制造成本低。2) 轉(zhuǎn)子表面為硅鋼片，因此，3) 等效氣隙小，但氣隙磁密高面損耗小。適于弱磁控制。4)永磁體形狀及配置的自由度高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小。www.91HMI.comwww PLCworld cn5) 可有效地利用磁阻轉(zhuǎn)矩，提高電機的轉(zhuǎn)矩密度和效率。6) 可利用轉(zhuǎn)子的凸極效應(yīng)實現(xiàn)無位置傳感器起動與運行。24828cwww.PLC3.2永磁同電機的結(jié)構(gòu)與工作原理www.91HMI.comwww PLCworld cn圖3-2永磁同步電機的

25、結(jié)構(gòu)示意圖24828cwww.PLC3.2永磁同電機的結(jié)構(gòu)與工作原理www.91HMI.comwww PLCworld cn圖3-3永磁同步電機的繞組形式a)整數(shù)槽繞組 b)分數(shù)槽繞組24828cwww.PLC3.2永磁同電機的結(jié)構(gòu)與工作原理www.91HMI.comwww PLCworld cn圖3-4具有分數(shù)槽繞組的電機定子24828cwww.PLC3.2永磁同電機的結(jié)構(gòu)與工作原理www.91HMI.comwww PLCworld cn圖3-5無槽結(jié)構(gòu)永磁同步電機24828cwww.PLC3.2永磁同電機的結(jié)構(gòu)與工作原理www.91HMI.comwww PLCworld cn圖3-6永磁同步電機常用的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁體磁性體非磁性體或空氣24828cwww.PLC3.2永磁同電機的結(jié)構(gòu)與工作原www.91HMI.comwww PLCworld cn圖3-7圖3-6所示結(jié)構(gòu)電機的交、直軸電樞反應(yīng)磁通路徑a)直軸電樞反應(yīng)磁通路徑 b)交軸電樞反應(yīng)磁通路徑24828cwww.PLC3.3永同步電機的數(shù)學(xué)模型www.91HMI.comwww PLCworld cn24828cwww.PLC3.3.1永同步電機的基本方程1) 忽略鐵心飽和效應(yīng)。2) 氣隙磁場呈正弦分布。3)