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      校平機應用永磁同步電動機伺服系統的方向

      作者:科邦壓瓦機 日期:2018-07-04

      1)設計繞組電流的形狀降低轉矩波動永磁同步電動機的基本電磁轉矩是由定子繞組電流與反電勢相互作用產生的。當繞組反電勢為標準的正弦波時,定子繞組采用標準的正弦電流就可以產生恒定的基本電磁轉矩。但是實際情況是由于校平機電動機機械加工誤差的存在和設計原因,產生   標準的反電勢波形是不大可能的。從另一方面講,由于繞組電感的存在以及電力電子器件方面的原因,繞組也不可能產生   標準的電流波形。通過對永磁同步電動機基本電磁轉矩公式詳加研究,對一給定的反電勢形狀(非標準形),恰當地選擇繞組電流的諧波成分可以降低基本電磁轉矩的波魂適當地選擇繞組電流的諧波成份,使基本電磁轉矩波動與定位轉矩相互抵消,還可以同時減弱基本電磁能矩波動和定位轉矩,這樣就可以適當地減輕電動機設計的壓力。

      2)無傳感器永磁同步電動機伺服系統帶有位置傳感器控制的永磁同步電動機成本相對較高并且傳感器的性能易受到高溫、潮濕等惡劣環境的影響,由此也影響了永磁同步電動機的推廣使用。同時位置和速度傳感器的存在增加了永磁同步電動機伺服系統的價格和體積,降低了可靠性,限制了應用環境。因此作為永磁同步電動機伺服系統的一種重要發展趨勢,無傳感器永磁同步電動機伺服系統的研究受到了人們的高度重視。由于繞組反電勢直接反映了轉子磁極位置,通過檢測繞組的電勢的過零點,即可得到正確的換向信號。目前已開發出多種基于反電勢過零檢測的無刷永磁直流電動機伺服系統。利用校平機電動機的實際電壓或電流作為其動態模型(狀態方程)的輸入,利用動態模型的輸出(電流或電壓)與電動機實際的電流或電壓相比較,二者的差值用來控制電動機的電流,使動態模型的輸出與電動機的實測值相一致,即實現電動機的自同步運行,這種無需傳感器的控制方法稱為狀態觀測器法,它適用于無刷永磁交流電動機伺服系統。

      另外一種無需傳感器的方法是在定子齒上設置檢測線圈,對檢測線圈施加高頻正弦電壓,利用檢測線圈電感隨轉角變化這一規律,可以得到反映轉角的信號。這種永磁同步電動機伺服系統嚴格講是有傳感器的,只不過是將傳感器集成到了電動機結構之中。無位置傳感器調速系統具有控制方法簡單,轉矩脈動小,抗擾動能力強,調速性能好等特點。目前已經提出了很多轉速和轉角在線估計算法來獲取轉速和轉角,如模型參考自適應系統估計算法、人工神經網絡估計算法、卡爾曼濾波估計算法、電流諧波估計算法、坐標方程和有估計偏差的d-q坐標軸方程對比推算出電動機轉角等。電動機模型的線性化、電動機模型參數的慢時變以及控制方法是當前研究無傳感器調速系統的焦點問題。

      3)全數字化永磁同步電動機伺服系統因為不存在模擬器件的特性漂移和偏差,全數字化永磁同步電動機伺服系統的可靠性要遠遠高于模擬系統。數字系統的控制邏輯由軟件來實現,增加了系統使用與設計的靈活性另外數字系統在速度和精度方面也要優于模擬系統。對于永磁同步電動機伺服系統來說,其   難實現數字化的部分是電流環,因為電流控制器數字化后需要很高的數字處理能力,具有高速性能的數字信號處理器DSP的出現,使伺服系統的全數字化成為可能。在交流調速的全數字化的過程當中,各種總線也扮演了相當重要的角色。STD總線、工業PC總線、現場總線以及CAJ總線等在交流調速系統的自動化應用領域起到了重要作用??傊来磐诫妱訖C伺服系統的全數字化是發展之必然趨勢。


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