《控制器件》交流伺服电动机.ppt

第8章 交流伺服电动机,8.1 交流伺服电动机的原理和结构8.2 两相绕组的圆形旋转磁场 8.3 圆形旋转磁场运行分析 8.4 椭圆形旋转磁场运行分析 8.5 交流伺服电动机的控制 8.6 交流伺服电动机的主要性能指标8.7 变频调速技术简介,8.1 交流伺服电动机的原理和结构,8.1.1 基本工作原理,第8章 交流伺服电动机,8.1.1 基本工作原理,8.1 交流伺服电动机的原理和结构,第8章 交流伺服电动机,8.1.1 基本工作原理,转子导条切割旋转磁场磁力线，产生感应电势，使转子导条有电流流过。,有电流流过的导条在磁场中受到的电磁力对转轴形成电磁力矩，使转子跟着旋转磁场转动。,8.1 交流伺服电动机的原理和结构,第8章 交流伺服电动机,8.1.1 基本工作原理,转子的转动方向与磁铁的转动方向相同，转子转速与磁铁的转速成正比。,由于转子自身阻转矩以及负载阻转矩的影响，转子的转速要小于磁铁转动转速，故称异步电动机。,8.1 交流伺服电动机的原理和结构,第8章 交流伺服电动机,8.1.2 结构特点,8.1 交流伺服电动机的原理和结构,第8章 交流伺服电动机,8.1.2 结构特点,8.1 交流伺服电动机的原理和结构,第8章 交流伺服电动机,8.1.2 结构特点,8.1 交流伺服电动机的原理和结构,第8章 交流伺服电动机,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,对称两相绕组：励磁绕组和控制绕组空间轴线相互垂直，有效匝数相等，通入的交流电幅值相等，相位相差90.,第8章 交流伺服电动机,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,对称两相绕组：励磁绕组和控制绕组空间轴线相互垂直，有效匝数相等，通入的交流电幅值相等，相位相差90.,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,时刻：,与 t0 时刻相同,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,两相系统中，两个脉振磁通轴线垂直，相位差为90，幅值相等，其合成磁场必然是一个圆形旋转磁场。,第8章 交流伺服电动机,8.2.1 两相对称绕组的圆形旋转磁场,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,8.2.2 旋转磁场的转动方向,旋转磁场的转向是从流过超前电流的绕组轴线转到流过滞后电流的绕组轴线。,第8章 交流伺服电动机,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,8.2.2 旋转磁场的转动方向,任意一个绕组上所加的电压反相时，原来是超前电流的就变成滞后电流，因而旋转磁场和电机的转向也发生变化。,第8章 交流伺服电动机,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,8.2.3 旋转磁场的转速,两极电机，电流每变化一周，磁场旋转一圈。,f=50 Hz时：,f=400 Hz时：,第8章 交流伺服电动机,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,8.2.3 旋转磁场的转速,四极电机:两个控制绕组和两个励磁绕组分别串联，在圆周上间隔均匀地分布。,第8章 交流伺服电动机,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,8.2.3 旋转磁场的转速,当四极电机所通的相位差为90 的两相交流电变化一周时，,合成磁场旋转半周。,第8章 交流伺服电动机,第8章 交流伺服电动机,产生圆形旋转磁场的条件,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,两绕组处在同样的槽中，体积相等。,第8章 交流伺服电动机,产生圆形旋转磁场的条件,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,第8章 交流伺服电动机,产生圆形旋转磁场的条件,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,第8章 交流伺服电动机,产生圆形旋转磁场的条件,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,应用：在某些场合下，如采用晶体管伺服放大器时，控制电压往往比励磁电压低，应选用控制绕组匝数少于励磁绕组匝数的电机。,第8章 交流伺服电动机,产生圆形旋转磁场的条件,8.2 两相绕组的圆形旋转磁场,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.1 转速与转差率,电磁力矩是由有电流流过的鼠笼转子导条在磁场中受到的电磁力产生的，而转子电流则是由转子导条切割定子磁场磁力线所产生的。,电磁力矩的大小，与转子转速与定子旋转磁场转速的差值成正比。,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.1 转速与转差率,电磁力矩是由有电流流过的鼠笼转子导条在磁场中受到的电磁力产生的，而转子电流则是由转子导条切割定子磁场磁力线所产生的。,电磁力矩的大小，与转子转速与定子旋转磁场转速的差值成正比。,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.1 转速与转差率,电磁力矩是由有电流流过的鼠笼转子导条在磁场中受到的电磁力产生的，而转子电流则是由转子导条切割定子磁场磁力线所产生的。,电磁力矩的大小，与转子转速与定子旋转磁场转速的差值成正比。,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.1 转速与转差率,电磁力矩是由有电流流过的鼠笼转子导条在磁场中受到的电磁力产生的，而转子电流则是由转子导条切割定子磁场磁力线所产生的。,电磁力矩的大小，与转子转速与定子旋转磁场转速的差值成正比。,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子不动时,感应电势频率,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子不动时,感应电势幅值,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子不动时,感应电势幅值,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子不动时,感应电势幅值,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子不动时,励磁绕组：,控制绕组：,转子绕组：,感应电势幅值,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子不动时,漏磁电势,励磁绕组：,控制绕组：,转子绕组：,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子不动时,电阻压降,励磁绕组：,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子不动时,励磁绕组：,转子绕组：,电压平衡方程式,控制绕组：,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子转动时,定子绕组与转子不动时相同,与直流电机比较：,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子转动时,转子切割磁力线的转速变为n,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,电压平衡方程式,转子转动时,励磁绕组：,控制绕组：,转子绕组：,电压平衡方程式,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,转子绕组存在漏电抗，转子阻抗是电感性的，转子导条中的电流要落后于电势一个阻抗角R.,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,DsDR,转子电流有功分量,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,DsDR,T与输入电压的关系,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,T与输入电压的关系,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,T与输入电压的关系,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,8.3.3 电磁力矩,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,机械特性,机械特性：Uf保持一定时，转矩与转速的关系。,s=1时，n=0：,第8章 交流伺服电动机,8.3 圆形旋转磁场运行分析,机械特性：Uf保持一定时，转矩与转速的关系。,对s求导，并令导数为0：,第8章 交流伺服电动机,机械特性,8.3 圆形旋转磁场运行分析,稳定性的概念,第8章 交流伺服电动机,机械特性,8.3 圆形旋转磁场运行分析,下降段h,稳定性的讨论,稳定区,上升段ah,不稳定区,第8章 交流伺服电动机,机械特性,8.3 圆形旋转磁场运行分析,临界转差率,稳定工作区,第8章 交流伺服电动机,机械特性,8.3 圆形旋转磁场运行分析,阻尼系数D,第8章 交流伺服电动机,机械特性,8.3 圆形旋转磁场运行分析,阻尼系数D,D值越大，转矩的变化对转速的影响越小，电机运行也就越稳定。,第8章 交流伺服电动机,机械特性,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,时刻：,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,时刻：,与 t0 时刻相同,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组电流相位差不等于90度,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.1 椭圆形旋转磁场的产生,两个绕组电流相位差不等于90度,两个绕组所产生的磁势幅值不等时,为椭圆度,越小，椭圆越扁。,=1时，为圆形旋转磁场；,=0时，为脉振磁场。,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的分解,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的分解,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的分解,椭圆形旋转磁场可以分解为一个幅值大的同方向圆形旋转磁场，和一个幅值小的反方向圆形旋转磁场。,第8章 交流伺服电动机,椭圆形旋转磁场可以分解成两个转向相反的圆形旋转磁场，总的电磁力矩也是这两个圆形旋转磁场电磁力矩之差。,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的机械特性,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的机械特性,圆形旋转磁场电磁力矩：,电机参数和转差率s一定时：,+,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的机械特性,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的机械特性,T=T正-T反,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的机械特性,T=T正-T反,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的机械特性,堵转特性：伺服电动机堵转转矩与控制电压的 关系曲线，即Td=(e)曲线。,T=T正-T反,Td0对称运行时的堵 转转矩。,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的机械特性,堵转特性：伺服电动机堵转转矩与控制电压的 关系曲线，即Td=(e)曲线。,Td0对称运行时的堵 转转矩。,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.4.2 椭圆形旋转磁场的机械特性,机械特性实用表达式,用多项式逼近曲线：,H,第8章 交流伺服电动机,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,用多项式逼近曲线：,H,第8章 交流伺服电动机,机械特性实用表达式,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,用多项式逼近曲线：,第8章 交流伺服电动机,机械特性实用表达式,8.4 椭圆形旋转磁场运行分析,8.5 交流伺服电动机的控制,交流伺服电动机控制的基本概念,励磁绕组接在恒值的交流电源上，其值等于额定励磁电压；,励磁绕组电压与控制绕组电压之间固定地保持90的相位差；,控制绕组电压的幅值由控制电路控制，用来调节电动机的转速。,一般通过使控制绕组电压反向来控制电动机反向转动；,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.1 转速控制与调节特性,有效信号系数e：控制电压Uk与额定控制电压 Ukn的比值。,有效信号系数e不但可以表示控制电压的值，而且也可表示电机不对称运行的程度。,e越小，不对称程度也就越大。,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.1 转速控制与调节特性,定子绕组电阻压降和漏磁电势很小，因此有：,e与的关系,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,调节特性：TL一定时，转速与e的关系,第8章 交流伺服电动机,8.5.1 转速控制与调节特性,8.5 交流伺服电动机的控制,幅值控制时，通过调节控制绕阻电压幅值来控制电机转速，也就是调节有效信号系数e.,e由0.25变为0.5：,a点跳到c点,TTL；,na增大为nb,T=TL。,第8章 交流伺服电动机,8.5.1 转速控制与调节特性,三相交流电有中点：,A、B、C三相电源依次相差120相位角。,三相交流电一相相电压与其余两相线电压相位相差90.,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,三相交流电没有中点：,利用变压器得到线电压,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,直接利用三相电源的任意两相线电压,三相交流电源三个线电压的相位互差120；,系统中其它元件（如自整角机，伺服放大器等）也存在相位移，使得加到伺服电动机定子绕组上的两个电压能接近90的相位差。,简单方便，但相位误差比较大。,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,交流伺服电动机励磁绕组直接接到电源；控制信号经过移相网络移相再加到控制绕组，使控制电压与系统基准电压成90o相移。,第8章 交流伺服电动机,移相网络,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,单相电源直接供给敏感元件，经过放大器后给控制绕组供电；同时，通过串联电容器C供给伺服电动机的励磁绕组，使控制绕组电压与励磁绕组电压成90o相移。,电容移相,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,励磁绕组回路中串联电容器C后，励磁绕组两端的电压相位将超前与电源电压相位。,选择电容值，可以使励磁绕组电压超前控制绕组电压90o。,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,电容移相分析,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,电容移相分析,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,电容移相分析,串联电容后，电容器上的电压会超过电源电压，励磁绕组电压一般也会超过电源电压。,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,电容移相分析,阻抗Zf和阻抗角f随转速变化。,某一转速下测得的Zf和f确定的电容值，只能保证该转速下相位差成90.,一般取转速为0时的阻抗Zf0和阻抗角f0来计算串联电阻值。,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,电容移相分析,断开开关S：,合上开关S，接上可变电容器C，并改变电容值，使电流表读数达到最小：,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,移相电容确定,将U和Uf分别送到示波器的水平输入端和垂直输入端，改变电容C值，当示波器屏上出现直立椭圆时，就表示相位差为90。,如果还要求励磁电压等于额定值，就必须在励磁绕组两端再并联电容。,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.2 相位控制方法,移相电容确定,起动：小功率交流伺服电动机，一般采用直接起动方式；功率较大的电动机，通常采用串联起动电阻降压起动方式，也可以采用自耦变压器来调节控制绕组电压。,停转：逐渐减小控制绕组电压，使转速逐渐变到零。在要求快速停转时，则先把励磁绕组电压相位变反，使电动机转速迅速降低。,第8章 交流伺服电动机,8.5 交流伺服电动机的控制,8.5.3 起动和停转控制,额定电压频率堵转电流和堵转力矩额定输出功率额定输出力矩额定转速,自学,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,1、空载始动电压Us0,空载始动电压Us0：在额定励磁电压和空载的情况下，使转子在任意位置开始连续转动所需的最小控制电压，通常以额定控制电压的百分比来表示。,Us0越小，表示伺服电动机的灵敏度越高。,Us0一般不大于额定控制电压的3%4%.,第8章 交流伺服电动机,2、机械特性非线性度km,在额定励磁电压和任意控制电压时，实际机械特性与线性机械特性在转矩为Td/2时的转速偏差n与对称运行空载转速n0的百分比。,一般要求km10%20%,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,3、调节特性非线性度kv,在额定励磁电压和空载下，当e=0.7时，实际调节特性与线性调节特性的转速偏差n与e=1 时的空载转速n0的百分比。,一般要求kv20%25%,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,4、机电时间常数j,把e=1时的机械特性近似用一条直线代替：,0为对称状态下，空载时的角速度。,（S）,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,随着e的减少：,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,4、机电时间常数j,机械特性实用表达式：,H,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,4、机电时间常数j,机械特性实用表达式：,机械特性近似用直线表示：,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,4、机电时间常数j,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,4、机电时间常数j,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,4、机电时间常数j,一般交流伺服电动机的机电时间常数j0.03s.,为减小转子惯量，电动机的转子做成细长。,在电容伺服电动机中，为了提高堵转转矩，往往使电机在启动时控制电压与励磁电压成90的相位差。,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,4、机电时间常数j,型号说明,第8章 交流伺服电动机,8.6 交流伺服电动机的主要性能指标,8.7 变频调速技术简介,变频调速的优点,电机运行平稳：采用变频调速，可使电机的工作磁场接近圆形旋转磁场。,较高的效率和功率因数：采用变频调速可使电机的转差率很小，损耗小、效率较高。,调速范围宽：频率可以在低于和高于电源频率的范围内调节。,开环精度较高：采用数字控制时，变频调速能够得到较高的开环控制精度。,第8章 交流伺服电动机,8.7.1 变频调速原理,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,在进行变频调速时，要对电压和频率的协调控制，以保证良好的转矩特性。,调节定子绕组所同交流电的频率，可以在保证较小的转差率的同时，调节交流伺服电动机的转速。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.1 变频调速原理,8.7.2 变频技术,先将交流电经过整流变换成直流电信号，并采用直流中间电路进行信号处理，然后通过逆变电路将直流电变成所需频率的交流电。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,交-直-交变频方法,用多路轮流通断开关来把直流电转换成交变的脉冲电压输出。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.2 变频技术,交-直-交变频方法,电压型变频器,电流型变频器,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.2 变频技术,交-直-交变频方法,PAM控制变频器,在整流或直流部分控制输出电压(电流）的幅值，在逆变电路部分控制输出频率和相位。,控制电路较简单，容量较大；但响应速度较慢，效率较低。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.2 变频技术,交-直-交变频方法,PWM控制变频器,在逆变电路部分同时控制输出电压(电流）的幅值、频率和相位。,电源和转矩波动小，控制电路较简单，成本较低；使用广泛。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.2 变频技术,交-直-交变频方法,调制三角波和控制矩形波进行比较，控制输出开关通断，输出电压幅值（脉冲宽度）由调制波与控制波幅值之比决定。,PWM控制变频器,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.2 变频技术,交-直-交变频方法,SPWM控制变频器,把 PWM 控制中的矩形控制波变成正弦波。,高次谐波含量少，功率因数较高。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.2 变频技术,交-直-交变频方法,系统损耗较小，效率高；但输出频率小于输入交流电频率（只能向下调速）。,把一种频率的交流电直接变换成另一种频率的交流电，不需要中间直流环节。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.2 变频技术,交-交变频方法,通过使输出端按一定规律依次与三相交流电的各相相通，得到频率、幅值和相位不同的输出。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.2 变频技术,交-交变频方法,使电动机定子绕组电源的电压和频率保持一定的比例关系。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.3 变频调速控制,1、电压频率协调控制,是一种开环控制方法，不能对转矩进行很好的控制，电机的机械特性还不够理想，常用于一般的机械生产。,综合控制电源频率和电动机的转差率，来控制电动机的电磁力矩。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.3 变频调速控制,2、转差频率控制,接近于直流的双闭环控制系统（位置反馈和速度反馈），大大改善了电机的静态和动态特性。但是，动态特性不够完美。,3、矢量控制,将两个定子绕组产生的磁场分解成两个在空间相互垂直的转动矢量，再根据需要产生的励磁和转矩的大小，分别控制两个定子绕组的电流。,调速性能最好，但控制规律和变频器结构复杂。,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,8.7.3 变频调速控制,变频调速器产品照片,8.7 变频调速技术简介,第8章 交流伺服电动机,