ACサーボモーター速度制御システム

NCフィードサーボシステムのDCサーボモーターサーボモーターは広く使用されており、優れた速度とトルク特性を備えていますが、構造が複雑で、製造コストが高く、体積が大きく、モーターブラシが摩耗しやすく、整流子が火花を生成するため、DCサーボモーターの容量と使用機会が制限されます。ブラシや整流子、その他の構造上の欠陥のない AC サーボ モーター。そして、新しいタイプの電源スイッチデバイス、特定用途向け集積回路、コンピュータ技術と制御アルゴリズムの開発などにより、交流駆動回路の開発が促進され、交流サーボドライバの速度調整特性がNC工作機械の送りサーボシステムの要件に適応できるようになりました。最新の NC 工作機械は、DC サーボ ドライブの代わりに AC サーボ、AC サーボ ドライブによって駆動される傾向があります。 1. ACサーボモーターの構造 AC誘導モーターとAC同期モーターを備えたACモーター。 AC誘導モーターは構造が簡単で、容量が大きく、価格が低く、一般に駆動モーターのバックグラウンド動作を使用します。駆動モータの送り動作には永久磁石同期ACサーボモータが使用されており、その構造図を図1に示します。モータはステータ、ロータ、検出素子で構成されています。ステータは折り曲げプレートで形成されており、外観は多角形で底面が無いため放熱に優れています。固定子の歯には三相巻線の対数が埋め込まれています。ローターは折り曲げられたプレートで構成されており、その中に対数対数の永久磁石と同じ対数のステーター磁極が装備されています。永久磁石にはアルニコ、フェライト、希土類永久磁石 ndfeb 合金があり、希土類永久磁石合金の性能が最高です。パルスエンコーダを備えた検出要素は、永久磁石同期ACモータロータの絶対位置情報、フィードバックおよび速度フィードバック量を提供するために、モータのコーナー位置、変位および回転速度を検出するために使用される回転変圧器タコジェネレータを使用することもできます。 2. AC サーボモータの AC モータ回転数 n、AC 電源周波数 f との対数 p、モータと伝達速度スケートレート s の関係 (1) 非同期モータの場合 s≠ S = 0、0、同期モータの場合。 (1) の場合、電源周波数 f を変更すると、モーターの回転数は n と f に正比例して変化します。モータ固定子巻線の電位は E = 4 です。 44 fwkwΦ 固定子のインピーダンス電圧降下を省略すると、固定子相電圧 U ≒ E = 4 となります。 44 fwkwΦ タイプでは、kw が一定で、相電圧 U が変化しない場合、周波数 f の増加に伴い、エアギャップ磁束 & Φは変化します。減っていきます。そして、トルク方程式からわかるように、Φ。値が減少すると、モータロータ誘起電流Ｉ２も減少し、必然的にモータＭの出力トルクが低下することになる。また、相電圧 U が同じ場合、f の減少に伴い、エアギャップ磁束Φ は減少します。増加すると磁気回路が飽和し、励磁サージ電流が上昇し、鉄損、力率の原因となります。したがって、周波数 f の速度を変更すると、Φ を維持するために、同時に固定子相電圧 U を変更する必要があります。 Mがほぼ同じであるため、値が近い。 AC サーボ モータのモータ速度の目に見える周波数制御は、AC 電源電圧レギュレータの周波数変調を実現するための重要な問題です。 FMソースにはたくさんの種類があります。通常、通信-直流-通信変圧回路、三相電流の回路がインバータの主要部分です。図2に示すのは、最も広く使用されているタイプの電圧パワートランジスタ(GTR)三相インバータの主回路原理図です。一定の直流電圧Udを得るために交流ダイオード整流回路が直流変換し、三相PWMインバータのパワートランジスタスイッチング素子T1、T4、T3、T6、T5、T2により、容量Cが入力直流電圧インバータUdを一定値に維持しようとするため、この線路を電圧型インバータと呼びます。インバータスイッチング素子 T1、T2、T3 は三角波 1 によって制御され、速度調整制御の要件に従って生成され、一定の周波数と電圧振幅の正弦波 2 を持ち、波形 1 と波形 2 の比較を通じて連続、等尺性、広範囲の矩形パルスを生成してオンオフ制御信号を制御します。このように、インバータの出力には 3 つの同様の矩形パルス波形が 3 つのグループとして含まれ、駆動モータでは波形となり、その動作は 4 つの三相正弦波電圧に相当します。上記の議論から、インバータは、必要な制御波形を達成するためにインバータ制御を調整する周波数変換を実現するための鍵です。 3. 波形制御方法（モータ速度制御モード）の実現、現在ベクトル変換制御で広く採用されています。図 3 は AC サーボ制御システム図の例であり、システムは電力コンバータと制御プラットフォームの 2 つの部分で構成されます。電力変換器は整流器とインバータで構成され、整流器の役割は、図3左上に示すように、三相交流を直流(dc)に入力することです。インバータは、三相交流（ac）の制御信号の要件に応じて必要な直流電流（dc）を供給するものですが、現在では、図3上部に示すように、新型の高性能インバータスイッチング周波数高出力モジュールIPMがよく使用されています。コントローラ プラットフォームは、図 3 の下部に示す DSP + FPGA 方式のハードウェア上にあります。 FPGA (フィールドプログラマブルゲートアレイ) デバイスと DSP (デジタルシグナルプロセッサ) の主な機能は、タスクのスケジューリング、入出力信号の処理、インバータ制御信号の生成、その他の制御機能などをすべて制御するソフトウェア実装です。シングルチップマイコン AT89C52 は、デジタル管ディスプレイ、キーボード、デバッグやパラメータ設定に使用され、シリアルポートの管理にも使用されます。限られたスペース、各モジュールの詳細な機能については、ここでは詳しく説明しません。