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交流电动机伺服控制系统的类型(一)

交流电动机伺服控制系统的类型(一)

  • 分类:机电百科
  • 作者:东历机电
  • 来源:
  • 发布时间:2014-11-20 00:00
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交流电动机伺服控制系统的类型(一)

【概要描述】直流电动机伺服控制系统结构上存在的机械换向器和电刷,使它具有一些难以克服的固有缺点,如造价偏高、维护困难、寿命较短、单机容蛩和最高电压都受到一定限制等。随着电力电子技术和微电子技术的迅速发展,高性能的交流电机伺服控制系统已得到实际应用,其性能有很大改善,且成本逐步下降。专家们预测随着技术的不断成熟,交流电动机伺服控制系统在几乎所有工业应用领域中将取代直流电动机伺服控制系统

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直流电动机伺服控制系统结构上存在的机械换向器和电刷,使它具有一些难以克服的固有缺点,如造价偏高、维护困难、寿命较短、单机容蛩和最高电压都受到一定限制等。随着电力电子技术和微电子技术的迅速发展,高性能的交流电机伺服控制系统已得到实际应用,其性能有很大改善,且成本逐步下降。专家们预测随着技术的不断成熟,交流电动机伺服控制系统在几乎所有工业应用领域中将取代直流电动机伺服控制系统

不论是同步交流电机还是异步交流电机气采用矢量控制技术及新的控制方法后,系统性能均大大提高,可望取代直流电机在电气控制领域中的主导地位。目前已经应用或正在研究的典型高性能交流电机伺服控制系统有以下几种:

1)同步电机伺服控制系统

①无换向器电机控制系统

无換向器电机控制系统采用交交电流型逆变器给普通同步电机供电,其整流及逆变部分均由晶闸管构成,利用同步电机电流可以超前电压的特点,使逆变器的晶闸管工作在自然换相状态。同时,检测转子磁极的位置,用以选通逆变器的晶闸管,使电机工作在自同步状态,故又称为自控式同步电机伺服控制系统。其特点是直接采用普通同步电机和普通晶闸管构成系统,容量可以做得很大,电机转速也可做得很高;其缺点是由于电流采用方波供电,而电机绕组为正弦分布,产生的低速转矩脉动较大。

②交交变频供电同步电机控制系统

交变频供电同步电机控制系统的逆变器采用交交循环变流电路,由普通晶闸管组成,向普通同步电机提供三相正弦电流。采用矢量控制后可对励磁电流逬行瞬态补偿,因此系统动态性能优良。这种控制系统已广泛应用于轧机主传动控制等系统中。其特点是容量虽可以很大,但调速范围有一定限制。

③正弦波永磁同步电机控制系统

正弦波永磁同步电机的转子采用永磁材料,定子绕组为正弦分布绕组。如在定子绕组中通以三相正弦交流电,可获得较理想的旋转磁场,并产生平稳的电磁转矩。采用矢量控制技术使d轴电流分量为零,用q轴电流直接控制转矩,系统控制性能可以达到很高水平(通常采用转子d-q轴来分析交流电动机的电路,d轴是沿转子磁极的轴线,称为直轴;q轴是垂直于转子磁极的轴线,称为交轴)。缺点是需要使用成本较高的绝对位置编码器,采用普通增量式码盘实现上述要求虽有一些限制,但采取一定措施后仍是可行的。目前研究的重点放在如何 消除谐波及,控制造成的转矩脉动等。

④方波永磁同步电机控制系统

该系统又称为无刷直流电机控制系统,转子采用永磁材料,定子为整距集中绕组,以产生梯形波磁场和感应电动势。如在定子绕组中通以三相方波交变电流,当电流和感应电动势同相位时,理论上可产生平稳的电磁转矩。其主要特点是采用了与无换向器电机相同的磁极位置检测,选通及系统控制容易实现;缺点是由于定子电感的存在,实际上电流达不到理想的方波,在换相时产生的叠流现象会造成转矩脉动,对系统低速性能有一定的彩响。

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