交流伺服電機調速方法(交流伺服電機SPWM變頻調速方法)

變頻器是交流電動機變頻調速系統(tǒng)的關鍵組件之一。由于速度調節(jié)的要求，逆變器必須能夠連續(xù)調節(jié)頻率并連續(xù)調節(jié)輸出電壓，并且必須與逆變器保持恒定的比例關系。頻率等功能。

通過使用脈寬調制逆變器，可以實現(xiàn)頻率轉換和電壓轉換。從圖中可以看出，由于電壓的平均值與占空比成正比，因此通過在調節(jié)頻率時改變輸出電壓脈沖的占空比，可以實現(xiàn)頻率轉換和電壓轉換。與圖1（a）相比，圖1（b）所示的電壓周期增加（頻率降低），而占空比減小，因此平均電壓降低。

通過使用PWM方法控制逆變器管的ON/OFF，可以獲得一組具有相同幅度和寬度的方波脈沖。您可以通過改變方波脈沖的寬度來控制輸出電壓。調制周期可以控制輸出頻率，同時實現(xiàn)電壓轉換和頻率轉換。由于輸出電壓波形為方波，因此存在許多高次諧波分量。對于電動機，有用的是基波電壓。為了減少諧波的影響并改善電動機的性能，必須使用對稱的三相正弦波電源為三相交流電動機供電。

正弦波脈寬調制逆變器（SPWM）的輸出端子可以獲得一組矩形脈沖波形，這些矩形脈沖波形具有相同的振幅但不相同的寬度，與正弦電壓波幾乎相同。 SPWM脈沖寬度調制波形（見圖2）如果正弦值最大，則脈沖寬度也最大，脈沖間隔最小。相反，當正弦值較小時，脈沖寬度也變小并且脈沖間隔變大，并且這樣的一系列電壓脈沖可以顯著降低負載電流的諧波分量。

圖1脈寬調制輸出電壓

圖2 SPWM脈沖寬度調制波的形成

帶數(shù)字電路的SPWM逆變器可以采用基于軟件的控制模式。優(yōu)點是它需要更少的硬件，更大的靈活性和更強的智能性。缺點是SPWM的脈沖寬度必須通過計算確定，并且具有一定的延遲和響應時間。隨著高速，高精度多功能微處理器，微控制器和專用于SPWM的芯片的發(fā)展，由微機控制的數(shù)字SPWM技術已在當今的PWM逆變器中處于領先地位。

SPWM變頻調速系統(tǒng)，各部分功能：

給定速度：給定信號，控制頻率，電壓以及正向和反向。

平滑啟動電路：可以通過機械負載設置啟動加減速時間，以達到軟啟動的目的。

函數(shù)發(fā)生器：輸出低頻信號時，它使電動機氣隙磁通保持恒定，并補償定子壓降的影響。

電壓變頻器：將電壓轉換為頻率，通過分頻器和環(huán)形計數(shù)器生成方波，并將其與三角波發(fā)生器產(chǎn)生的三角波一起傳輸?shù)秸{制電路。

穩(wěn)壓器：生成具有可調頻率和幅度的控制正弦波，發(fā)送到調制環(huán)路，發(fā)送到調制環(huán)路，在調制環(huán)路中執(zhí)行SPWM變換，并生成三相脈沖寬度調制信號。在基極環(huán)路中，信號輸出到功率晶體管的基極。換句話說，通過控制SPWM的主回路來實現(xiàn)永磁交流伺服電機的變頻調速。

電流檢測器：過載保護。