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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(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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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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1引言随着高r能永磁材料、电力电了技术、大规模集成电路和计算机技术的发展,永同步电机PMSMD)的应用领城不扩大。由于对电机控制性能的要求越来越高,因此如何建立有效的仿真模型越来受到人们的关注。本文在分析永司步电机数学模型的基础上,提出了一种PMSM控制系统建模的方法,在此仿真模型基础上,可以十分便捷地实现和验证控制算法。因此,它为分析和设计PMSM控制系统提供了有效的手段,也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。2永磁同步电机的数学模型[]水磁同步电动机三相绕组分别为U.v.w,各相绕组平面的轴线在与转子轴垂直的平面上,三相绕组的电压回路方程如下;式中,U L,为各相绕组两端的电压14A为各相的线电流,中uoyow为相统组的总磁链,R为定子每相绕组的电阳:P为微外算子(d/at).磁链方程为:
上传时间: 2022-06-22
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摘要步进电机广泛应用于数控机床,加工中心等各种自动化控制系统中,随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在国民经济各个领域都有应用。PLC(可编程序控制器)是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术,是实现工业生产、科学研究以及其他各个领域自动化的重要手段之一,应用十分广泛,是现代工业控制的三大支柱之一。本设计是用PLC实现三相六拍步进电机驱动过程控制,使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高,而且系统构成十分灵活,便于在线修改。第一章课题任务分析1.1三相六拍步进电机概况一般电机都是连续旋转,而步进电机却是一步一步转动的,故叫步进电机。步进电机的转子为多极分布,定子上嵌有多相星形连接的控制绕组,由专门电源输入电脉冲信号,每输入一个脉冲信号,该电机就转过一定的角度,因此步进电机是一种把脉冲信号变为角度位移的执行元件。步进电机有多种通电方式,以下介绍三相六拍步进电机通电方式的基本原理(以转子四个齿为例,即齿距角为90");
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LTspice1.变压器仿真的简单步骤:A.为每个变压器绕组绘制一个电感器B.采用一个互感(K)描述语句通过一条SPICE指令对其实施耦合:K1L1L21K语句的最后一项是耦合系数,其变化范围介于0和1之间,1代表没有漏电感。对于实际电路,建议您采用耦合系数=l作为起点。每个变压器只需要一个K语句;LTspice为一个变压器内部的所有电感器应用了单一耦合系数。下面所列是上述语句的等效语句:K1L1L21K2L2L31K3LlL31C.采用“移动”(F7)、“旋转”(Ctrl+R)和“镜像”(Ctrl+E)命令来调节电感器位置以与变压器的极性相匹配。添加K语句可显示所含电感器的调相点。D.LTspice采用个别组件值(在本场合中为个别电感器的电感)而非变压器的匝数比进行变压器的仿真。电感比与匝数比的对应关系如下:
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设计者根据对环境的需求,希望能不断开拓高级电机控制技术,用以制造节能空调、洗衣机和其他家用电器产品。到目前为止,较为完善的电机控制解决方案通常仅用作专门用途。然而,新一代数字信号控制器(Digital Signal Controller,DSC)的出现使得性价比高的高级电机控制算法最终成为现实。例如,空调需要能够对温度作出快速响应以迅速改变电机的转速。因此,我们需要高级电机控制算法,以制造出更加节能的静音设备。在这种情况下,磁场定向控制(Field Oriented Control,FOC)脱顾而出,成为满足这些环境需求的主要方法。本应用笔记讨论了使用Microchip dsPIC0DSC系列对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSM)进行无传感器FOC的算法。为什么使用FOC算法?BLDC电机的传统控制方法是以一个六步的控制过程来驱动定子,而这种控制过程会使生成的转矩产生振荡。在六步控制过程中,给一对绕组通电直到转子达到下一位置,然后电机换相到下一步。霍尔传感器用于确定转子的位置,以采用电子方式给电机换相。高级的无传感器算法使用在定子绕组中产生的反电动势来确定转子位置。六步控制(也称为梯形控制)的动态响应并不适用于洗衣机,这是因为在洗涤过程中负载始终处于动态变化中,并随实际洗涤量和选定的洗涤模式不同而变化。而且,对于前开式洗衣机,当负载位于滚筒的顶部时,必须克服重力对电机负载作功。只有使用高级的算法如FOC才可处理这些动态负载变化。
上传时间: 2022-06-29
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矢量控制(FOC)基本原理一、基本概念1.1模型等效原则交流电机三相对称的静止绕组A、B、C,通以三相平衡的正弦电流时,所产生的合成磁动势是旋转磁动势F,它在空间呈正弦分布,以同步转速o1(即电流的角频率)顺着A-B-C的相序旋转。这样的物理模型如图1-1a所示。然而,旋转磁动势并不一定非要三相不可,单相除外,二相、三相、四相……等任意对称的多相绕组,通以平衡的多相电流,都能产生旋转磁动势,当然以两相最为简单。图1-1b中绘出了两相静止绕组a和β,它们在空间互差90°,通以时间上互差90°的两相平衡交流电流,也产生旋转磁动势F。再看图1-1c中的两个互相垂直的绕组M和T,通以直流电流in和i,产生合成磁动势F,如果让包含两个绕组在内的整个铁心以同步转速旋转,则磁动势F自然也随之旋转起来,成为旋转磁动势。把这个旋转磁动势的大小和转速也控制成与图1-1a一样,那么这三套绕组就等效了。
上传时间: 2022-06-30
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FOC的控制核心——坐标变换■坐标系口一定子坐标系(静止)一A-B-C坐标系(三相定子绕组、相差120度)一a-β坐标系(直角坐标系:a轴与A轴重合、β轴超前a轴90度)口一转子坐标系(旋转)-d-q坐标系(d轴一转子磁极的轴线、q轴超前d轴90度)口一定向坐标系(旋转)M-T坐标系(M轴固定在定向的磁链矢量上,T轴超前M轴90度)转子磁场定向控制一-M-T坐标系与d-q坐标系重合FOC的控制核心——SVPWM■空间矢量口根据功率管的开关状态(上管导通是“1",关闭是“0")定义了8个空间矢量。其中000和111是零矢量。■扇区口空间矢量构成6个扇区口确定Vref位于哪个扇区,才能知道用哪对相邻的基本电压空间矢量去合成Vref。■参考电压矢量合成口利用基本电压空间矢量的线性时间组合得到定子参考电压Vref。■七段式SVPWM,由3段零矢量和4段相邻的两个非零矢量组成。3段零矢量分别位于PWM的开始、中间和结尾。■非零电压空间矢量能使电机磁通空间矢量产生运动,而零电压空间矢量使磁通空间矢量静止
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简介本应用笔记说明了无传感器无刷直流(Brushless DC,BLDC)电机控制算法,该算法采用dsPIC数字信号控制器(digital signal controller,DSC)实现。该算法对电机每相的反电动势(back-Electromotive Force,back-EMF)进行数字滤波,并基于滤得的反电动势信号来决定何时对电机绕组换相。这种控制技术不需要使用离散式低通滤波硬件和片外比较器。BLDC电机的应用非常广泛。本应用笔记中描述的算法适合于电气RPM范围在40k到100k的BLDC电机。运行于此RPM范围内的一些BLDC电机应用可以是模式化RC电机、风扇、硬盘驱动、气泵以及牙钻等。本应用笔记中描述的算法可在以下两个Microchip开发板平台上实现:·PICDEMTA MCLV开发板·dsPICDEMTM MC1开发板PICDEMTM MC LV 开发板包括一片dsPIC30F3010DSC。上述算法在该器件上得以实现,因为该器件包含在PICDEMTM MCLV开发板中。然而,您也可使用dsPIC30F2010作为替代处理器以节约成本。该板的默认配置包含一个5MHz的晶振。在测试该算法时使用7.37MHz的晶振。PICDEM MCLV开发板上所使用的资源如下:
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