交直流伺服電(diàn)机系统技术行业应用(yòng)趋势是怎样的?

发布者: admin  时间:2022/12/16 15:40:17

自动控制系统不仅在理(lǐ)论上飞速发展,在其应用(yòng)器件上也日新(xīn)月异。模块化、数字化、高精度、長(cháng)寿命的器件每隔3~5年就有(yǒu)更新(xīn)换代的产品面市。传统的交流伺服電(diàn)机特性软,并且其输出特性不是伺服電(diàn)机单值的;步进電(diàn)机一般為(wèi)开环控制而无法准确定位,電(diàn)动机本身还有(yǒu)速度谐振區(qū),pwm调速系统对位置跟踪性能(néng)较差,变频调速较简单但精度有(yǒu)时不够,直流電(diàn)机伺服系统以其优良的性能(néng)被广泛的应用(yòng)于位置随动系统中,但其也有(yǒu)缺点,例如结构复杂,在超低速时死區(qū)矛盾突出,并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前,新(xīn)型的永磁交流伺服電(diàn)机发展迅速,尤其是从方波控制发展到正弦波控制后,系统性能(néng)更好,它调速范围宽,尤其是低速性能(néng)优越。

交直流伺服電(diàn)机系统

功率驱动:对于在雷达上经常使用(yòng)的直流伺服系统的驱动電(diàn)动机功率放大部分(fēn),当天線(xiàn)重量轻,转速慢,驱动功率较小(xiǎo)时,一般為(wèi)几十瓦,可(kě)以直接用(yòng)直流電(diàn)源控制電(diàn)动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时,选择驱动方案,也即放大直流電(diàn)动机的電(diàn)枢電(diàn)流,就是设计伺服系统的重要部分(fēn)。大功率直流電(diàn)源目前采用(yòng)较多(duō)的有(yǒu):晶體(tǐ)管功放、晶闸管功放和電(diàn)机放大机等等。对于千瓦级的晶體(tǐ)管功放使用(yòng)的较少。可(kě)控硅技术在上世纪60~70年代初得到快速的发展和广泛的应用(yòng),但因当时的各方面原因,如可(kě)靠性等,不少产品放弃了可(kě)控硅控制。目前的集成驱动模块一般都為(wèi)晶體(tǐ)管或晶闸管制造。電(diàn)机放大机是传统的直流伺服電(diàn)机的功放装置,因其控制简单,结实耐用(yòng),目前的新(xīn)型号的雷达产品上仍有(yǒu)采用(yòng)。


下面主要以放大電(diàn)机為(wèi)例,和交流伺服電(diàn)机比较其优缺点。

放大電(diàn)机常称為(wèi)扩大机,一般是用(yòng)交流异步感应電(diàn)动机拖动串联的两级直流发電(diàn)机组,以此来实现直流控制。两组控制绕组,每组的输入阻抗為(wèi)几千欧,若串接使用(yòng)输入阻抗约10千欧,伺服電(diàn)机一般為(wèi)互补平衡对称输入,当系统输入不為(wèi)零时打破其平衡,使放大電(diàn)机有(yǒu)输出信号。当输入電(diàn)流為(wèi)十几到几十毫安时其输出可(kě)达100v以上的直流電(diàn)压和几安到几十安的電(diàn)流,直接接到直流伺服電(diàn)机的電(diàn)枢绕组上。其主要缺点是體(tǐ)积重量大,非線(xiàn)性度,尤其在零点附近不是很(hěn)好,这对于要求高的系统需要仔细处理(lǐ)。

而交流伺服電(diàn)机都配有(yǒu)专门的驱动器,它在體(tǐ)积和重量上遠(yuǎn)小(xiǎo)于同功率的放大電(diàn)机,它靠内部的晶體(tǐ)管或晶闸管组成的开关電(diàn)路,根据伺服電(diàn)机内的光電(diàn)编码器或霍尔器件判断转子当时的位置,决定驱动電(diàn)机的a、b、c三相应输出的状态,因此它的效率和平稳性都很(hěn)好。所以不像控制放大電(diàn)机需要做专门的功放電(diàn)路。这种電(diàn)机一般都為(wèi)永磁式的,驱动器产生的a、b、c三相变化的電(diàn)流控制電(diàn)机转动,因此称為(wèi)交流伺服電(diàn)机;驱动器输入的控制信号可(kě)以是脉冲串,也可(kě)以是直流電(diàn)压信号(一般為(wèi)±10v),所以也有(yǒu)将其称為(wèi)直流无刷電(diàn)动机。

两种電(diàn)机的简单试验比较

对两种電(diàn)机作过简单的试验比较:只要将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端,用(yòng)交流伺服電(diàn)机和它的驱动器代替原先的差分(fēn)功放、電(diàn)机放大机和直流伺服電(diàn)机,而控制部分(fēn)和测角元件等均不变,简单比较两种方案的输出特性。



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