一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf ，它始终接在交流电压Uf 上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc 。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式， 但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性， 无“自转”现象和快速响应的性能， 它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm ，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。交流伺服电动机在没有控制电压时， 定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化， 当控制电压的相位相反时， 伺服电动机将反转。交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似， 但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点：1、起动转矩大由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3 中曲线1 所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2 相比，有明显的区别。它可使临界转差率S0＞ 1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。2、运行范围较广3、无自转现象正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（ T1 － S1 、T2 － S2 曲线） 以及合成转矩特性（ T－ S 曲线）交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W 。当电源频率为50Hz ，电压有36V 、110V 、220 、380V ；当电源频率为400Hz ，电压有20V 、26V 、36V 、115V 等多种。
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上传时间： 2022-06-01
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（一）电机问题(1) 电动机窜动：在进给时出现窜动现象，测速信号不稳定，如编码器有裂纹;接线端子接触不良，如螺钉松动等;当窜动发生在由正方向运动与反方向运动的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的反向问隙或伺服驱动增益过大所致;(2) 电动机爬行： 大多发生在起动加速段或低速进给时， 一般是由于进给传动链的润滑状态不良，伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是，伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢;(3) 电动机振动：机床高速运行时，可能产生振动，这时就会产生过流报警。机床振动问题一般属于速度问题，所以应寻找速度环问题;(4) 电动机转矩降低： 伺服电动机从额定堵转转矩到高速运转时， 发现转矩会突然降低，这时因为电动机绕组的散热损坏和机械部分发热引起的。高速时，电动机温升变大，因此，正确使用伺服电动机前一定要对电动机的负载进行验算;(5) 电动机位置误差：当伺服轴运动超过位置允差范围时(KNDSD100 出厂标准设置PA17 ：400 ，位置超差检测范围)，伺服驱动器就会出现“ 4”号位置超差报警。主要原因有：系统设定的允差范围小;伺服系统增益设置不当;位置检测装置有污染;进给传动链累计误差过大等;(6) 电动机不转：数控系统到伺服驱动器除了联结脉冲+ 方向信号外，还有使能控制信号，一般为DC+24 V 继电器线圈电压。伺服电动机不转，常用诊断方法有：检查数控系统是否有脉冲信号输出;检查使能信号是否接通;通过液晶屏观测系统输入/ 出状态是否满足进给轴的起动条件;对带电磁制动器的伺服电动机确认制动已经打开;驱动器有故障;伺服电动机有故障;伺服电动机和滚珠丝杠联结联轴节失效或键脱开等。
标签： 伺服系统
上传时间： 2022-06-01
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随着科学技术的发展，工业控制领域的自动化程度越来越高，工业控制对精度的要求也越来越高。电动机作为工业生产主要的动力源，对其转速的测量以及控制的研究显得十分有意义。电力电子技术、计算机技术、自动控制技术逐渐应用于电动机的转速控制系统中，使得电动机转速控制系统的控制精度得以不断提高。本文的设计是基于AT89C51单片机的交流电动机转速控制系统，以变频调速技术为核心，实现对三相交流异步电动机转速的精确控制和测量。文中主要研究了变频调速技术的相关原理，并以三相交流异步电动机的转速测量和控制为实例，设计基于AT89C51单片机的三相交流异电动机转速控制系统，通过仿真得到验证，并在此基础上开展抗干扰措施的研究。本文主要研究的内容如下： 第一章介绍课题研究的意义及现状，提出课题研究的内容及目标，最后给出了课题研究的技术路线。 第二章阐述基于AT89C51单片机的转速控制系统的原理，并根据该原理分别提出硬件系统、软件系统这两个系统的设计方案。 第三章对转速控制系统的硬件系统进行设计。主要从单片机、电源模块、信号采集模块、显示模块、按键模块这几个方面进行设计，然后作相关的说明。 第四章对转速控制系统的软件系统进行详细的设计。主要从编写语言的选择、AT89C51单片机资源分配、控制单元程序、初始化程序、A/D转换程序、按键程序、显示程序这几个方面进行设计，并作相关的说明。 第五章对前面设计的转速控制系统进行仿真验证。构建硬件系统，然后再对软件系统的程序完成编译以及调试后，加载给硬件系统，协同仿真验证基于AT89C51单片机的转速控制系统设计的可实现性，然后对该系统的应用条件、范围做出说明。 第六章对设计好的转速控制系统进行抗干扰技术的分析研究。先分析干扰可能的来源，然后在前面分析的基础上从硬件、软件两个系统，进行抗干扰技术措施的研究。 文章的最后对论文进行总结，并对未来的研究工作，给出展望。
上传时间： 2022-06-11
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1.1 什么是整流电路整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成，20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的结构可分为桥式电路和零式电路：按交流输入相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧电流的方向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路1.2整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命：1957年美国通用公司研制了第一个品闸管，标志着电力电子技术的诞生：70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段：80年代后期，以绝缘极双极型品体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。另外，采用全控型器件的电路的主要控制方式为PWM脉宽调制式，后来，又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），随着全控型电力电子器件的发展，电力电电路的工作频率也不断提高。同时。电力电子器件的开关损耗也随之增大，为了减小开关损耗，软开关技术便应运而生，零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）把电力电子技术和整流电路的发展推向了新的高潮。
标签： 整流电路
上传时间： 2022-06-18
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随着近年来传动系统的发展，多电机传动已被越来越广泛地应用于各种领域中。为了提高多电机传动系统的动态和稳态性能，以及满足一些特定系统对于多电机精确同步的要求，多电机同步控制方法的研究也变得越来越重要。目前，有许多方法用来研究多电机同步控制策略，本文采用的是偏差耦合控制方法，利用模糊PID作为速度同步补偿器的控制算法，使用遗传算法来整定PID的参数范围，解决了多电机同步控制系统中多电机速度的同步控制问题。本文首先分析了多电机同步控制的原理及其特点，根据偏差耦合控制策略的优点，确立了基于模糊PID补偿器的多电机同步控制策略，提出了模糊PID补偿器的设计方法。其次，利用罗克韦尔实验室现有的设备，构造了一个与生产现场类似的试验环境，设计了电机同步控制系统的实验平台。在单个永磁同步电动机调速系统的基础上，实现了多电机同步控制。基于实验平台，分别对硬件和软件部分进行了设计，其中包括控制系统网络的组建和硬件连线的设计和对运动控制模块进行组态以及运动控制梯形图的编制。根据本文设计的多电机同步控制方法在保证系统具有优良抗干扰性能的同时，使系统获得了较好的跟随性能及同步跟踪精度。经过Matlab的仿真以及实验结果说明了本文设计的控制算法的有效性和实用性。最后，总结了所做的研究工作，并对多电机同步控制系统中存在的其它问题进行了简单的分析，以及对未来研究方向进行了阐述。关键词：多电机同步控制；：模糊PID；遗传算法；永磁同步电动机；偏差耦合控制
标签： 模糊PID补偿器
上传时间： 2022-06-18
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第一部分 出厂试验故障及不合格现象分析当出厂试验数据超出标准时，应对其进行分析，找出产生的原因并设法如以解决。现将出厂试验（包括修理后的试验）时出现的一场现象及其原因对应关系讲述如下。一、通电后不起动1）配电设备中有两相电路未接通，问题一般发生在开关触点上。2）电机内有两相电路未接通，问题一般发生在接线部位。二、通电后缓慢转动并发出“嗡嗡”的异常声响1）配电设备中有一相电路未接通或接触不实。问题一般发生在熔断器、开关触点或导线接点处。例如熔断器的熔丝熔断、接触器或空气开关三相触电接触压力不均衡、导线连接点松动或氧化等。2）电机内有一相电路未接通。问题一般发生在接线部位。如连接片未压紧（螺丝松动）、引出线与接线柱之间垫有绝缘套管等绝缘物质、电机内部接线漏接或结点松动、一相绕组有断路故障等。
标签： 异步电动机
上传时间： 2022-06-19
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三菱电机功率器件在工业、电气化铁道、办公自动化、家电产品等多种领域的电力变换及电动机控制中得到广泛应用。为了真正满足市场对装置噪音低、效率高、体积小、重量轻、精度高、功能强、容量大的要求，三菱电机积极致力于新型器件的研究、开发，为人类的节能和环保不断努力。第5代IGBT和IPM模块均采用三菱电机第5代IGBT硅片CSTBTIM技术，并具有正温度系数特征，与传统的沟槽型构造IGBT相比，降低了集电极一发射极间饱和电压，从而实现了更低损耗。同时改进了封装技术，大大减小了模块内部分布电感。本应用手册的出版，旨在帮助用户了解第5代IGBT和IPM模块的特性和工作原理，更加方便的使用三菱电机的半导体产品。三菱电机谨向所有购买和支持三菱半导体产品的用户表示诚挚的感谢。1.IGBT模块的一般认识1.1 NF系列IGBT模块的特点NF系列IGBT模块主要具有以下两大特点：1，采用第5代IGBT硅片在沟槽型IGBT的基础上增加电荷蓄积层的新结构（CSTBT）改善了关断损耗（Eoff）和集电极-发射极问饱和电压VEisat的折衷。插入式组合元胞（PCM）的使用增强了短路承受能力（SCSOA）并降低了栅极电容，从而降低驱动功率。CSTBT:Carrier Stored Trench-Gate Bipolar Transistor载流子存储式沟槽硼型双极晶体臂
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上传时间： 2022-06-19
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IGBT驱动保护电路作为变频器主回路和控制回路之间的接口电路，具有承接前后作用.设计好驱动保护电路对于变频器正常工作起着举足轻重的作用，死区补偿对改善变频器输出电压波形，减小输出电流谐波含量具有重要意义.本文在详细分析IGBT的结构和工作特性的基础上，以HCPL316为核心设计了一套完整的IGBT驱动保护电路，该电路具有较强驱动能力，适用于驱动中小容量的IGBT：能够对IGBT过电流、过电压提供保护，针对不同型号1GBT的开关特性，可调节适合的死区时间，防止逆变电路桥臂直通，仿真和实验证明，该驱动保护电路可以对变频器提供可靠的过流、过压保护功能；通过调节死区可调电阻，设置适合的死区时间，保证了变频器中IGBT安全可靠运行.为了减小IGBT驱动电路中产生的死区效应，本文采用基于功率因数角预测方法进行死区补偿，该方法首先通过对功率因数角的计算，确定电流矢量在三相静止坐标系中所处的位置，进而判断输出电流方向，调节IGBT控制脉冲宽度以补偿变频器死区时间，减少变频器的输出电流语波，降低电动机噪声，延长电机寿命，该方法易于软件实现、具有补偿精确等优点.在变频器控制单元中，基于常用SVPWM软件基础上，编写了功率因数角预测死区补偿算法.通过对变频器死区补偿前后的试验，证明了本文所提方法的正确性和有效性.
上传时间： 2022-06-19
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在当今能源短缺的情况下，电动车的发展变的尤为重要。车用电机控制器是电动汽车的最关键的部分之一，受到了国内外学者的高度重视，近些年来发展也非常迅速。永磁同步电动机因有高效率、高功率密度、调速性能好等优点，被用作电动汽车驱动电机，对其控制方法的研究很有意义.IGBT是永磁同步电机控制器的核心部件，然而IGBT驱动效果的好坏对电机驱动的安全性和可靠性有非常大影响，所以对IGBT驱动技术的研究很意义。本文首先对永磁同步电机建立了数学模型，并介绍了矢量控制方法和空间矢景脉宽调制（SVPWM）技术，并在MATLAB/Simulink环境下对SVPWM进行仿真。本论文以TMS320F2812为主控芯片，在该控制器中还包括了电源电路、信号检测电路和保护电路等，在论文中对每一硬件部分做了详细的介绍，分析了每个电路的功能和作用。同时介绍了软件流程，重点介绍了中断部分的软件流程，并对位置信号处理和校正做了详细说明，在硬件电路中着重分析了驱动电路部分。对IGBT的选型做了详细的介绍，并对驱动电路的要求做了进一步的说明。在本论文中驱动芯片选用的是HCPL-316J，it IGBT开通和关断所需的+15V和-5V电压，由所设计的开关电源电路提供。同时对IGBT的通态损耗和开关损耗做了分析，并对引起损耗的参数做了分析说明。最后为了验证控制器的特性，在实验台架上做了大量的实验，验证了控制器的整体方案的设计。通过实验证明该控制器能够在电动车中可靠运行。
上传时间： 2022-06-21
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摘要将异步电机调速的矢量控制方法与电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术相结合，构建了以SVPWM信号驱动功率器件的异步电机矢量控制调速系统结构图，并用Matlab软件对该系统建模与仿真。仿真结果表明：该系统不仅具有矢量控制调速系统的优越性能，同时具有减少转矩波动，降低输出电流谐波，提高直流电压利用率等优点。本世纪70年代提出的矢量控制通过坐标变换的方法分解定子电流，使之转化为转矩和磁场两个分量，实现解耦控制，从而获得与直流电动机一样良好的动态调速特性，开创了交流电动机等效直流电动机控制的先河"1。随着矢量控制技术的发展，如何优化矢量控制系统的研究已成为热门课题。同时，信号调制技术的发展也使得多种调速系统达到了很好的控制效果，其中SVPWM技术把电动机和逆变器看为一体，通过跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，能达到转矩脉动小、谐波成分少、直流母线电压利用率高的效果，目前已在变频产品中得到了广泛地应用，本文通过软件对基于SVPWM的电机矢量控制系统进行了仿真，得到了良好的控制效果。
上传时间： 2022-06-22
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