伺服系统 教学课件 钱平 第6章 异步电动机调速系统及主轴驱动.pdfVIP

伺 服 系 统 伺 服 系 统 第 6 章 异步电动机调速系统 及主轴驱动 编写人：葛翔 编写人：葛翔 上海应用技术学院 上海应用技术学院 内容提要 第一节异步电动机变频调速系统 第二节数控机床对主轴驱动和主轴 电动机的要求 第三节直流主轴控制单元 第四节交流主轴控制单元 第五节主轴定向控制 第 6 章 第一节 异步电动机变频调速系统 第一节 异步电动机变频调速系统 变频调速：通过改变电动机定子供电频率来改变同步转速，从而 实现交流电动机调速的一种方法，变频调速调速范围宽，平滑性 好，具有优良的动、静态特性，是一种理想的高效率、高性能的 调速手段。 对交流电动机进行变频调速，需要一套变频电源，过去大多采用 旋转变频发电机组作为电源，但这些设备庞大、可靠性差。 ： 随着晶闸管及各种大功率电力电子器件如 GTR、GTO、MOSFET、 IGBT等的问世，各种静止变频电源获得了迅速发展，它们具有重 量轻、体积小、维护方便、惯性小和效率高等优点，但由其组成 的变频电路较复杂，造价较高。而功率集成电路的出现，产品价 格随之降低，它集功率开关器件、驱动电路、保护电路、接口电 路于一体，可靠性高，维护方便。因此，目前变频调速已成为交 流调速的主要发展方向。 第一节 异步电动机变频调速系统 新型器件的不断涌现，使变频技术获得了迅速发展。以普通晶闸 管构成的方波形逆变器被全控型高频率开关组成的PWM逆变器取 ， 。磁通跟踪型 代后 SPWM逆变器及其专用芯片得到普遍应用 PWM逆变器以其控制简单，数字化方便，而呈现出取代传统 SPWM逆变器的趋势。另外，电流跟踪型PWM逆变器及滞环电流 跟踪型PWM逆变器，均受到了重视。 在变频技术日新月异地发展的同时，交流电动机控制技术取得了 突破性的进展。７０年代初提出的矢量控制理论，使交流调速获 得了与直流调速同样优良的静、动态性能，开创了交流调速与直 流调速相竞争的时代，８０年代中期又提出了直接转矩控制理论， 其控制结构简单，便于实现数字化，所以变频调速是最有前途的 一种交流调速方式。 第一节 异步电动机变频调速系统 一. 变频调速基本原理 1. 调速原理 根据电机学原理可知，异步电动机的转速为： 60f 1 n n (1−s) (1−s) 0 p n0 f 1 p 式中， —异步电机同步转速； —定子供电频率； — 电动机的极对数； s —转差率。 第一节 异步电