伺服電機工作原理

令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作伺服電機的工作原理圖令狐采學(xué)伺服電機工作原理——伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W1、永磁交流伺服系統(tǒng)具有以下等優(yōu)點：電動機無電刷和換向器，工作可靠，維護和保養(yǎng)簡單；定子繞組散熱快；(3)慣量小，易提高系統(tǒng)的快速性；適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)；相同功率下，體積和重量較小，廣泛的應(yīng)用于機床、卷繞機、紡織機械等場合，滿足了傳動領(lǐng)域的發(fā)展需求。永磁交流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器經(jīng)歷了模擬式、模式混合式的發(fā)展后，目前已經(jīng)進入了全數(shù)字的時代。全數(shù)字伺服驅(qū)動器不僅克服了模擬式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等確定，還充分發(fā)揮了數(shù)字控制在控制精度上的優(yōu)勢和控制方法的靈活，使伺服驅(qū)2、交流永磁伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1目前主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器作為網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊為核心設(shè)計的驅(qū)動電路,IPM壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。圖1交流永磁同步伺服驅(qū)動器結(jié)構(gòu)伺服驅(qū)動器大體可以劃分為功能比較獨立的功率板和控制板兩個模塊。如圖2所示功率板（驅(qū)動板）是強電部，分其中包括兩個單元，一是功率驅(qū)動單元IPM用于電機的驅(qū)動，二是開關(guān)電源單元為整個系統(tǒng)提供數(shù)字和模擬電源。控制板是弱電部分，是電機的控制核心也是伺服驅(qū)動器技術(shù)核心控制算法的運行載體。控制板通過相應(yīng)的算法輸出PWM信號，作為驅(qū)動電路的驅(qū)動信號，來改逆變器的輸出功率，以達到控制三相永磁式同步交流伺服電機的目的。3、功率驅(qū)動單元功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電市電，再通過三相正弦PWM是AC-DC-AC相全橋不控整流電路。逆變部分（DC-AC）采用采用的功率器件集驅(qū)動電路，保護電路和功率開關(guān)于一體的智能功率模塊(IPM)，主要拓撲結(jié)構(gòu)是采用了三相橋式電路原理圖見圖3，利用了脈寬調(diào)制技術(shù)即PWM(PulseWidthModulation)通過改變功率晶體管交替導(dǎo)通的時間來改變逆變器輸出波形的頻率,改變每半周期內(nèi)晶體管的通斷時間比,也就是說通過改變脈沖寬度來改變逆變器輸出電壓副值的大小以達到調(diào)節(jié)功率的目的。4、控制單元控制單元是整個交流伺服系統(tǒng)的核心,實現(xiàn)系統(tǒng)位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩和電流控制器。所采用的數(shù)字信號處理器(DSP)A/DPWMCANRAMFOC)和坐標變換,實現(xiàn)矢量控制(VC),同時結(jié)合正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)控制模式對電機進行控制。永磁同步電動機的矢量控制一般通過檢測或估計電機轉(zhuǎn)子磁通的位置及幅值來控制定伺服驅(qū)動器控制交流永磁伺服電機(PMSM)伺服驅(qū)動器在控制交流永磁伺服電機時,可分別工作在電流(轉(zhuǎn)矩)、速度、位置4電機(PMSM) 采用的是永久磁鐵勵磁,其磁場可以視為是恒定;同時交流永磁伺服電機的電機轉(zhuǎn)速就是同步轉(zhuǎn)速,即其轉(zhuǎn)差為零。這些條件使得交流伺服驅(qū)動器在驅(qū)動交流永磁伺服電機時的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程度得以大大的降低從圖4可以看出,系統(tǒng)是基測量電機的兩相電流反饋和電機位置將測得的相電流結(jié)合位信息,經(jīng)坐標變化(從a,b,c坐標系轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)子d,q坐標系),得到分量,分別進入各自得電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過反向坐標變化(從d,q坐標系轉(zhuǎn)換到a,b,c坐標系),得到三相電壓指令?？刂菩酒ㄟ^這三相電壓指令,經(jīng)過反向、延時后,得到6路PWM波輸出到功率器件,控制電機運行系統(tǒng)在不同指令輸入式下,指令和反饋通過相應(yīng)的控制調(diào)節(jié)器,得到下一級的參考指令。在電流環(huán)中,d,q軸的轉(zhuǎn)矩電流分量是速度控制調(diào)節(jié)器的輸出或外部給定而一般情況下,磁通分量為零(=0) 但是當速度于限定值時,可以通過弱磁(<0),得到更高的速度值。圖4系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)公式，克拉克變換（CLARK/