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加工中心PWM調(diào)速系統(tǒng)特點(diǎn)


日期:2009年11月03 來(lái)源:沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字:加工中心

    頻帶寬。晶體管的“結(jié)電容”小,因而截止頻率高于叫控硅,兩者相差一個(gè)數(shù)量級(jí)。元件的截止頻率高,允許系統(tǒng)有較高的工作頻率。該系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)工作頻串多數(shù)為2kHz,有的也使用5kHz,這遠(yuǎn)人于可控硅系統(tǒng),比轉(zhuǎn)了能跟隨的頻率高得多,避開(kāi)了機(jī)械共振。系統(tǒng)與小慣量電加工中心動(dòng)機(jī)相配時(shí),可以充分發(fā)揮系統(tǒng)的性能,獲得很寬的頻帶。爬個(gè)系統(tǒng)的快速響應(yīng)奸,能給出極快的定位速度和很高的定位精度,適合于啟動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。,電流脈動(dòng)小。電動(dòng)機(jī)為感性負(fù)載,電路的電感值與頻率成正比,因此電流脈動(dòng)的幅度隨頻率的升高而下降。PWM調(diào)速系統(tǒng)的丁:作頻率很高,因而可以使電流脈動(dòng)的幅度人大削弱,電流的波形系數(shù)接近1。波形系數(shù)小(電流的有效峰值與平均值之比),所以電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)熱量小,輸山轉(zhuǎn)矩平穩(wěn),對(duì)低速加工有利。
    ●電源的功串因數(shù)高。可控硅工作時(shí),由于導(dǎo)通角的影響使交流電源的電流波形發(fā)生畸變,從而降低了電游的功率因數(shù)。另外,電流中的高次諧波還對(duì)電網(wǎng)造成干擾,隨著導(dǎo)通角的減小加工中心,這些情況就更嚴(yán)重。PWM系統(tǒng)的直流電源為小受控制的整流輸出,相當(dāng)于可控硅尋通角最大時(shí)的工作狀態(tài),船個(gè)廠作范圍內(nèi)的功率因數(shù)可達(dá)90%。義由于晶體管漏電流小,使功率損耗很小。t動(dòng)態(tài)硬度好。PWM系統(tǒng)具有更高的動(dòng)態(tài)硬度,其意思是指伺服系統(tǒng)校正瞬態(tài)負(fù)載擾動(dòng)的能力強(qiáng)。由于PWM系統(tǒng)的頻帶寬,系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)硬度就越高,而且PWM有良好的線性,尤其是接近于零點(diǎn)處的直線性更好。
     b.脈寬調(diào)制器
脈寬調(diào)制器的作用足將插補(bǔ)器輸出的速度指令轉(zhuǎn)換來(lái)的直流電壓量變成具有一定脈沖寬宣的脈沖電壓,該脈沖電壓隨直流電托的變化而變化。在PWM調(diào)速系統(tǒng)中,直流電壓量為啪蝴節(jié)器的輸出,經(jīng)過(guò)脈寬調(diào)制鼎變?yōu)橹芷诠潭�、脈寬町變的脈沖信號(hào)。由于脈沖周期不變J脈沖寬度的改變將使脈沖平均電壓改變。加工中心脈沖寬度調(diào)制器的種類很多,但構(gòu)成都由兩部分組成:一是調(diào)制信號(hào)發(fā)牛器,二是比較放人器。調(diào)制信號(hào)發(fā)生糕都采用三角波發(fā)生器或鋸齒波發(fā)生罪。
    脈寬調(diào)制器的.這是一種用三角波和電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)制而把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖寬度的調(diào)制器。這種調(diào)制器由—:角波發(fā)生器(該部分電路沒(méi)畫)和比較器組成。加工中心三角波信號(hào)uA和速度信號(hào)(作為挑臨號(hào))u。一起送入比較器的同向輸入端進(jìn)行比較,了作波形如圖4-23所示。當(dāng)u,尸。比較器輸出脈沖的正、負(fù)半周相等,輸出平均電壓為零:當(dāng)u。>o時(shí)[見(jiàn)圖4-23(b)],比較2S輸出脈沖的正半周寬度大于負(fù)半周寬度,輸出平均電壓大于霉:當(dāng)U~r<O時(shí)[見(jiàn)圖4—23(c)),比較器輸出脈沖的負(fù)半周寬度人于匯半周寬度,輸出平均電壓小于零。這樣就完成了速度控制電壓到脈沖寬度之間的變換,  且脈沖寬度正比于代表速度的電樂(lè)的高低。
    c.開(kāi)關(guān)功率放大鼎
    開(kāi)關(guān)功串放人器(或稱脈沖功率放大器)足脈寬調(diào)制速度單元的土回路。根據(jù)輸出電壓的極加工中心性,它分為極性(有口、負(fù)兩種電斥)下作方式和單極性(只有負(fù)或正—種電壓)工作方式兩類結(jié)構(gòu)。不同的開(kāi)關(guān)工作方式又可組成可逆(電動(dòng)機(jī)兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn))開(kāi)關(guān)放大電路和不可逆開(kāi)關(guān)放大電路加工中心。根據(jù)大功串晶體管使用多少和布局,又可分為T型、H理兩種結(jié)構(gòu)。H型雙極性開(kāi)關(guān)功率放大電路,示。它是由4個(gè)晶體管和4個(gè)續(xù)流二極營(yíng)組成的橋式回路。直流供電電源+Zd由二相全波整流電塬供給。它的控制方4-24  H型雙極性開(kāi)關(guān)功中放大器。

 


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