Drehzahlregelungssystem für AC-Servomotoren

Gleichstrom-Servomotor-Servomotor in NC-Vorschub-Servosystem war weit verbreitet, er hat gute Geschwindigkeits- und Drehmomenteigenschaften, aber seine komplexe Struktur, hohe Herstellungskosten, großes Volumen und Motorbürste sind leicht zu verschleißen, Kommutator erzeugt Funken, die Kapazität des Gleichstrom-Servomotors und die Einsatzmöglichkeiten sind eingeschränkt. AC-Servomotor ohne Bürste und Kommutator und andere strukturelle Mängel; Und die neue Art von Leistungsschaltervorrichtung, anwendungsspezifischer integrierter Schaltung, die Entwicklung der Computertechnologie und des Steueralgorithmus usw., um die Entwicklung der Wechselstrom-Antriebsschaltung zu fördern, sorgen dafür, dass die Geschwindigkeitsregelungseigenschaften des Wechselstrom-Servotreibers an die Anforderungen des Vorschub-Servosystems der NC-Werkzeugmaschine angepasst werden können. Moderne NC-Werkzeugmaschinen werden in der Regel durch Wechselstrom-Servoantriebe angetrieben, wobei Wechselstrom-Servoantriebe den Gleichstrom-Servoantrieb ersetzen. 1. Der Aufbau des Wechselstrom-Servomotors Wechselstrommotor mit Wechselstrom-Induktionsmotor und Wechselstrom-Synchronmotor. Der Wechselstrom-Induktionsmotor hat einen einfachen Aufbau, eine große Kapazität, niedrige Preise und nutzt im Allgemeinen die Hintergrundbewegung des Antriebsmotors. Für die Vorschubbewegung des Antriebsmotors wird ein Permanentmagnet-Synchron-Wechselstrom-Servomotor verwendet, dessen schematischer Aufbau in Abbildung 1 dargestellt ist. Der Motor besteht aus Stator und Rotor sowie einem Erkennungselement. Der Stator hat durch die gefaltete Platte das Aussehen eines Polygons, ohne Basis, was die Wärmeableitung begünstigt. Im Statorzahn ist ein Logarithmus der dreiphasigen Wicklung eingebettet. Der Rotor besteht aus einer gefalteten Platte und ist mit einem logarithmischen Permanentmagneten und einem logarithmischen Statorpol ausgestattet. Permanentmagnete sind: Alnico, Ferrit und die Seltenerd-Permanentmagnet-NDFEB-Legierung, Legierung mit Seltenerd-Permanentmagnetlegierung ist am besten. Das Erkennungselement mit Impulsgeber kann auch einen Tachogenerator mit rotierendem Transformator verwenden, der zur Erkennung der Eckposition, der Verschiebung und der Drehzahl des Motors verwendet wird, um die absolute Position der Rotorposition des Permanentmagnet-Synchronmotors, Informationen zur Rotorposition, Rückmeldung und Geschwindigkeitsrückführungsbetrag bereitzustellen. 2. AC-Servomotor-Frequenzsteuerung der AC-Motordrehzahl n, sehr logarithmisch p mit der AC-Netzfrequenz f, dem Motor und der Beziehung zwischen der Übertragungsgeschwindigkeit und der Skating-Rate s (1)Für Asynchronmotoren ist s≠ S = 0, 0, für Synchronmotoren. Durch Typ (1) ändern Sie die Netzfrequenz f, die Motordrehzahl ändert sich als direktes Verhältnis von n und f. Die Statorwicklung des Motors hat ein elektrisches Potenzial von E = 4. 44 fwkwΦWenn Sie den Spannungsabfall der Statorimpedanz weglassen, beträgt die Statorphasenspannung U≈ E = 4。 44 fwkwΦBeim Typ ist kw konstant. Wenn die Phasenspannung U unveränderlich ist, erhöht sich mit zunehmender Frequenz f der Luftspaltfluss & Phi; Wird abnehmen. Und aus der Drehmomentgleichung & Phi; Wenn der Wert abnimmt und der vom Motorrotor induzierte Strom I2 ebenfalls abnimmt, führt dies unweigerlich dazu, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors M sinkt. Wenn außerdem die Phasenspannung U gleich ist, verringert sich mit der Abnahme von f der Luftspaltmagnetfluss & Phi; Wird zunehmen, wodurch der Magnetkreis in die Sättigung gerät und der Erregerstoßstrom ansteigt, was zu Eisenverlusten und dem Leistungsfaktor führt. Wenn sich also die Geschwindigkeit der Frequenz f ändert, muss gleichzeitig die Statorphasenspannung U geändert werden, um & Phi; aufrechtzuerhalten. Der Wert ist nahezu gleich, sodass M nahezu gleich ist. Die sichtbare Frequenzsteuerung des Wechselstrom-Servomotors der Motorgeschwindigkeit ist das Hauptproblem bei der Erzielung der Frequenzmodulation des Wechselstrom-Spannungsreglers. Es gibt viele Arten von FM-Quellen. Normalerweise ist die Kommunikations-DC-Kommunikationstransformationsschaltung, die Schaltung des Dreiphasenstroms, der Hauptteil des Wechselrichters. Wie in Abbildung 2 dargestellt, ist das Hauptschaltkreisdiagramm des am weitesten verbreiteten Spannungs-Leistungstransistors (GTR) des dreiphasigen Wechselrichters dargestellt. Durch die Wechselstrom-Dioden-Gleichrichterschaltung wird der Gleichstrom umgewandelt, um eine konstante Gleichspannung Ud zu erhalten. Die Leistungstransistor-Schaltelemente T1, T4, T3, T6, T5, T2 des dreiphasigen PWM-Wechselrichters und die Kapazität C versuchen, die Eingangsgleichspannung Ud des Wechselrichters auf einem konstanten Wert zu halten. Daher wird diese Leitung als Spannungswechselrichter bezeichnet. Die Wechselrichterschaltelemente T1, T2, T3 werden durch die Dreieckswelle 1 gesteuert und erzeugen entsprechend den Anforderungen der Geschwindigkeitsregelung eine bestimmte Frequenz und Spannungsamplitude der Sinuswelle 2, durch den Vergleich der Welle 1 und 2 werden kontinuierliche, 3, isometrische und weitreichende Rechteckimpulse erzeugt, um die Ein-Aus-Steuersignale zu steuern. Somit gewinnen drei Gruppen im Ausgang des Wechselrichters 3 ähnliche Rechteckimpulswellenformen, deren Wellenform im Antriebsmotor äquivalent zu 4 dreiphasigen Sinusspannungen ist. Aus der obigen Diskussion geht hervor, dass der Wechselrichter der Schlüssel zur Realisierung der Frequenzumwandlung ist, der die Wechselrichtersteuerung reguliert und die erforderliche Steuerwellenform erreicht. 3. Die Realisierung von Wellenformsteuerungsmethoden (Motorgeschwindigkeitssteuerungsmodus), die mittlerweile weithin von der Vektortransformationssteuerung übernommen werden. Abbildung 3 ist ein Beispiel für das Diagramm des AC-Servosteuerungssystems. Das System besteht aus zwei Teilen: Stromrichter und Steuerungsplattform. Leistungswandler, bestehend aus Gleichrichter und Wechselrichter. Die Aufgabe des Gleichrichters besteht darin, dreiphasigen Wechselstrom in Gleichstrom (DC) umzuwandeln, wie in Abbildung 3 oben links dargestellt. Der Wechselrichter wandelt den Strom (DC) entsprechend den Anforderungen des dreiphasigen Wechselstroms (AC) in das erforderliche Steuersignal um. Derzeit wird häufig das neue Hochleistungs-Wechselrichter-Schaltfrequenz-Hochleistungsmodul IPM verwendet, wie in Abbildung 3 oben dargestellt. Die Controller-Plattform basiert auf der Hardware des DSP + FPGA-Schemas, wie in Abbildung 3 im unteren Teil dargestellt. Die Hauptfunktion von FPGA-Geräten (Field Programmable Gate Array) und DSP (Digital Signal Processor) besteht zusammen mit der Software-Implementierung aller Steuerungen aus der Aufgabenplanung, der Verarbeitung von Eingangs- und Ausgangssignalen, der Erzeugung von Wechselrichter-Steuersignalen und anderen Steuerfunktionen usw. Der Single-Chip-Mikrocomputer AT89C52 realisiert die digitale Röhrenanzeige, Tastatur, wird zum Debuggen und zur Parametereinstellung verwendet und verwaltet die serielle Schnittstelle. Begrenzter Platz, detaillierte Funktion jedes Moduls, hier nicht mehr im Detail besprochen.