【48812】沟通伺服电机的变频调速解析沟通伺服电机的SPWM变频调速

  电动机的结构首要可分为两部分，即定子部分和转子部分。其间定子的结构与旋转变压器的定子根本相同，在定子铁心中也安放着空间互成90度电视点的两相绕组。其间一组为激磁绕组，另一组为操控绕组，沟通电动机使用时，激磁绕组两头施加稳定的激磁电压Uf，操控绕组两头施加操控电压Uk。当定子绕组加上电压后，伺服电动机很快就会滚动起来。 通入励磁绕组及操控绕组的电流在

  伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器操控的U/V/W三相电构成电磁场，转子在此磁场的效果下滚动，一同电机自带的编码器反应信号给驱动器，驱动器依据反应值与目标值作比较，调整转子滚动的视点。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。

  沟通伺服电机定子的结构根本上与电容分相式单相异步电动机类似。其定子上装有两个方位互差90的绕组，一个是励磁绕组Rf，它一直接在沟通电压Uf上;另一个是操控绕组L，联接操控信号电压Uc。所以沟通伺服电动机又称两个伺服电动机。

  只需改动沟通伺服电机的供电频率f1，即可改动电机转速，所以沟通伺服电机调速使用最多的是变频调速。

  使用可控硅整流器直接将工频沟通电（频率50Hz）变成频率较低的脉动沟通电，正组输出正脉冲，反组输出负脉冲，脉动沟通电的基波是所需的变频电压。

  先将沟通电整流成直流电，然后将直流电压变成矩形脉冲波电压，矩形脉冲波的基波是所需的变频电压。

  在交-直-交变频中依据中心直流电压是否可调分为中心直流电压可调PWM逆变器和中心直流电压固定的PWM逆变器；依据中心直流电路储能元件是大电容仍是大电感分为电压型逆变器和电流型逆变器。

  SPWM（正弦波PWM）变频器是现在使用最广、最根本的一种交-直-交型电压型变频器，在沟通调速体系中取得广泛使用。

  正弦脉宽调制（SPWM）波形：与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波。

  等效原理：把正弦波分红n等分，每一区间面积用与其持平的等幅不等宽的矩形面积替代。正弦波的正负半周均如此处理。

  沟通电机变频调速体系中的核心部件之一便是逆变器，因为调速的要求，逆变器必定要有频率接连可调、以及输出电压接连可调，并与频率坚持特别的比例关系等功能。

  使用脉冲宽度调制逆变器可完成变频也变压。如图所示，因电压的均匀值和占空比成正比，所以在调理频率时，改动输出电压脉冲的占空比，就能一同完成变频和变压。与图1（a）比较，图1（b）所示电压周期增大（频率下降），而占空比减小，故均匀电压下降。

  选用PWM办法操控逆变管的通、断时，可取得一组幅值持平、宽度相同的矩形脉冲，改动矩形脉冲的宽度可操控其输出电压，改动调制周期可操控其输出频率，一同完成变压和变频。因输出电压波形为矩形波，具有许多高次谐波成分。对电机来说，有用的是电压的基波。为削减谐波影响，进步电机的运转功能，应选用对称的三相正弦波电源为三相沟通电机供电。

  正弦波脉宽调制型逆变器（SPWM）的输出端可获一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形，来近似等效于正弦电压波。SPWM脉宽调制波形，如图2。当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲的距离则最小。反之，当正弦值较小时，脉冲的宽度也小，而脉冲的距离则较大，这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大大削减。

  选用数字电路的SPWM逆变器，可选用以软件为根底的操控形式。长处是所需硬件少，灵活性好和智能性强。缺陷是必定要经过核算确认SPWM的脉冲宽度，有必定的延时和呼应时刻。跟着高速度、高精度多功能微处理器、微操控器和SPWM专用芯片的开展，选用微机操控的数字化SPWM技能已占当今PWM逆变器的主导地位。

  函数发生器：在输出频率低的信号时坚持电机气隙磁通必定，补偿定子电压降的影响。

  电压频率变压器：将电压转换为频率，经分频器、环形计数器发生方波，和经三角波发生器发生的三角波一同送入调制回路。

  电压调理器：发生频率和起伏可调的操控正弦波，送入调制回路，送入调制回路，在调制回路中进行SPWM改换，发生三相的脉冲宽度调制信号。在基极回路中输出信号至功率晶体管基极，即对SPWM的主回路来操控，完成对永磁沟通伺服电机的变频调速。