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交流伺服驅動(dòng)裝置

日期：2011-02-28 11:57:26 作者：機床小韋 來(lái)源：沈陽(yáng)機床廠(chǎng) 瀏覽次數：0
      數控系統的驅動(dòng)裝置是對電動(dòng)機的轉速進(jìn)行控制的部件，即交流伺服驅動(dòng)裝置對機床進(jìn)給軸的運動(dòng)速度進(jìn)行控制。驅動(dòng)裝置中常用的功率器件有大功率晶體管、功率場(chǎng)效應晶體管、絕緣門(mén)級晶體管、普通晶閘管和可關(guān)斷晶閘管等。這些功率器件在驅動(dòng)裝置中的作用就是將控制信號進(jìn)行功率放大。
      數控機床進(jìn)給用交流伺服電動(dòng)機多采用三相交流永磁同步電動(dòng)機。調速方法常采用變頻調速，變頻調速系統可以分為他控變頻和自控變頻兩大類(lèi)。他控變頻調速系統是用獨立的變頻裝置給電動(dòng)機提供變壓變頻電源；自控變頻調速系統是用電動(dòng)機軸上所帶的轉子位置檢測器來(lái)控制變頻的裝置。
        下面介紹交流伺服驅動(dòng)裝置的工作原理。
        對交流電動(dòng)機實(shí)現變頻控制的裝置叫變頻器。變頻器有很多種分類(lèi)，大的分類(lèi)有交一交變頻器、交一直一交變頻器。數控機床采用的是后者，其組成有整流電路、濾波電路、逆變電路和控制電路。
      奪．盲．交巒顓器中的整流器可以是二極管整流，也可以是可控整流。濾波元件是電容的稱(chēng)為電壓型變頻器，濾波元件是電感的稱(chēng)為電流型變頻器。機床逆變電路可以采用電力晶體管( crR)，門(mén)極關(guān)斷晶閘管(CTO)、功率場(chǎng)效應晶體管( MOSFET)、絕緣柵雙極半導體管(ICBT)等。
      SPWM變頻器屬于交．直一交電壓型變頻裝置。它先將380V/50Hz交流電經(jīng)變壓器變到SPWM變頻器所需三相輸入電壓后，經(jīng)二極管不可控整流和電容濾波，形成恒定直流電壓，再送入常用六個(gè)大功率晶體管構成的逆變器主電路，輸出三相頻率和電壓均可調整的等效于正弦波的脈寬調制波（SPWM波），即可拖動(dòng)三相異步電動(dòng)機運轉。
      這種變頻器結構簡(jiǎn)單，電網(wǎng)功率因數接近于l，且不受逆變器負載大小的影響，系統動(dòng)態(tài)響應快，輸出波形好，使電動(dòng)機可在近似正弦渡的交變電壓下運行，脈動(dòng)轉矩小，擴展了調速范圍，提高了調速性能，因此在數控機床的交流驅動(dòng)中得到了廣泛應用。
      SPWM變頻器控制電路。正弦波發(fā)生器接收經(jīng)過(guò)電壓、電流反饋調節的信
    號，輸出一個(gè)具有與輸入信號相對應頻率與幅值的正弦波信號，此信號為調制信號。三角渡發(fā)生器輸出的三角波信號稱(chēng)為載波信號。調制信號與載波信號相比較，輸出的信號作為逆變器功率管的輸入信號。
      下面通過(guò)最簡(jiǎn)單的單相橋式逆變電路，分析SPWM變頻器的工作原理。
      設輸入信號（調制信號）為
        巳=E，sin(∞。t+o)
      X、y為兩個(gè)互為相反的三角波（載波信號），其頻率為塒¨幅值為F。。U橋在e。與X相交時(shí)導通或關(guān)斷，V橋在e。與y相交時(shí)導通或關(guān)斷。如相位在妒•時(shí)S，導通（S：關(guān)斷），在妒：時(shí)S，導通（S4關(guān)斷），在妒，時(shí)s。導通（S，關(guān)斷），在妒。時(shí)S,導通（S，關(guān)斷）。這樣，輸出電壓E。，為三角波和調制信號的函數。輸出電壓的基波部分可表示為
        E。，《o.f,mbt)=e.Ed／Eh    (2-1)
      式(2-1)表明：輸出電壓的基波幅值隨調制波的幅值變化而變化，且放大倍數與直流側電壓Ea成正比，與三角渡振幅E。成反比，輸出電壓的頻率和相位與調制信號的頻率和相位相同。所以，機床若SPWM的控制信號為幅值和頻率均可調的正弦波-載波信號為三角波，輸出的信號是頻率可調的等幅不等寬的脈沖序列，其等效于正弦波的脈寬調制波。
    關(guān)鍵詞：機床

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