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數控立車主軸控制裝置兩種常用的調速方案

發布時間:2016-09-12   點擊次數:2268次

    數控立車的主軸控制中,主要是主軸電機速度的控制方式,控制電機速度的變化有多的方式,下面說明數控立車主軸控制裝置兩種常用的調速方案:

一、交流調速

    交流電动機變壓變頻調速系統中所配備的靜止式變壓變頻主要由主電路和控制回路兩部分組成。對于異步電动機来說目前工业生産中所使用的變頻器可分为交—直—交電壓源型SPWM變頻器和交—直—交電流源型SPWM變頻器兩種,而工业中應用最多、最廣泛的變頻器是交—直—交電壓源型SPWM變頻器。其主電路用不可控整流、用SPWM逆變器,其輸出電壓波形接近正弦波。變頻器主電路中的中間直流環節是采用大電容濾波。由于采用了SPWM控制,因而使其輸出電壓波形接近于正弦波型。電壓源型變壓變頻調速系統主電路有兩個功率變換環節構成,及整流橋和逆變橋,整流橋是由二極管組成的三相橋式不可控電路。調壓與調頻通過逆變器来完成,其給定值来源于同一個給定環節。

    該系統用SPWM控制技術實現變壓變頻控制,通過改變IGBT的占空比(脈沖寬度)来控制交流電壓逆變器輸出的大小,從而改變電機轉速。而輸出頻率通過控制逆變橋的工作周期就可以實現。交流調速,价格低,維護簡單,維護成本低。交流變頻調速就可以了,已经得到迅猛的發展其應用範圍越来越廣泛。

二、直流調速

    随着計算機技術快速發展,數字控制系統在逐漸地取代過去的模拟控制系統。帶有微型計算機的全數字直流調速裝置中,在不改變硬件,或者改动很少的情況下,依靠軟件支持,就可以方便地實現各種調節和控制功能,所以,通用全數字直流調速裝置的應用靈活性和可靠性就明顯優于模拟控制系統。目前,以德國SIEMENS公司的6RA70系列通用全數字直流調速裝置在中國的應用最为廣泛。直流電機的調速不需要其它設備的配合,可通過改變輸入的電壓/電流,或者勵磁電壓/電流来調速。

    直流調速裝置采用德國SIEMENS的6RA70直流調速裝置来控制直流電機調速,而調速方式又分为改變電樞端電壓調速和改變磁通調速。直流電动機采用他勵勵磁方式。直流電动機的電壓平衡方程式为U=Ea+RIa(1)式中U为電源電壓,單位V;R是電樞回路總電阻,單位Ω。

    由電壓平衡方程式和感應電动勢公式,就可以得到直流電动機的轉速特性n=

    有電磁轉矩方程式Ia=U-RIaU-RIa=KeφCeTem帶入轉速特性方程,即得到機械特性方程式KTφUR-TemCeCeCtn=(2)由電壓平衡方程式(1)可知(3)式中Ua=U-RadIa为電樞的端電壓。當Ia=0或Rad=0時,Ua=U由式(3)和電动勢公式Ea=Cen,可得轉速公式n=Ua-RaIa(4)CeEa=U-(Ra+Rad)Ia=(U-RadIa)-RaIa=Ua-RaIa根據轉速公式(4),改變電樞端電壓調速是保持磁通φ不變,改變電动機的電樞電壓U,則理想空載轉速n随電樞電壓而變化,而機械特性斜率保持不變;改變磁通調速就是保持電樞電壓U不變,減弱磁通則理想空載轉速n随着磁通的減弱而增加,同時機械特性的斜率也增加。

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