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宽调速特点

2022/07/13165 作者:佚名
导读:(1)转矩波动系数小。调速系统低速运行时,电动机的电磁转矩波动影响稳速精度。产生转矩波动的原因有两个:一是电动机齿槽引起的气隙磁导随转子位置不同而发生变化,从而使电动机转矩波动系数不为恒值,导致输出转矩随转子转动发生周期性波动;二是在换向宽度内换向绕组中电流与气隙磁场作用产生附加转矩。普通直流电动机转矩波动值与额定转矩的比值为。.2~。.3,而宽调速直流伺服电动机的电枢槽数和换向片数都多,上述比值

(1)转矩波动系数小。调速系统低速运行时,电动机的电磁转矩波动影响稳速精度。产生转矩波动的原因有两个:一是电动机齿槽引起的气隙磁导随转子位置不同而发生变化,从而使电动机转矩波动系数不为恒值,导致输出转矩随转子转动发生周期性波动;二是在换向宽度内换向绕组中电流与气隙磁场作用产生附加转矩。普通直流电动机转矩波动值与额定转矩的比值为。.2~。.3,而宽调速直流伺服电动机的电枢槽数和换向片数都多,上述比值小于0.03,有利于低速运行平稳。

(2)低速时可输出大转矩。对机床进给系统来说,低速工作需承担切削时的负载转矩大;而高速工作为空程运行,负载转矩小。为减小电动机额定功率,在低速时使电动机过载运行,满足短时重切削的要求,其峰值转矩可为额定转矩6~10倍,具有较大的过载能力。宽调速直流伺服电动机选用矫顽力高、磁性能稳定的铁氧体,铝镍钻等永磁材料作磁极,并进行适当的磁路设计,使得在出现峰值电流时,不易去磁,且电枢的直径大、电枢转动惯t大、热容t大;选用耐高温的绝缘材料,电热时间常数大,而具有较大的过载能力。因此,该电动机低速时能翰出大转动,又有足够的转动惯量比,不会损失最大理论加速度值,保证了系统的快速响应能力。该电动机由于低速时翰出转矩大,可以直接驱动负载轴,省去了齿轮传动机构,使机械结构简单可靠;消除了齿轮噪声和振动,提高了传动效率,降低了成本,消除了齿晾误差,避免了齿隙振荡,提高了系统放大倍数;由于没有齿轮轴弹性变形的影响,提高了辆合刚度,使系统的毯速精度得到提高;电动机的电枢直径大,电枢转动惯t大,可以与负载惯量较好地匹配,伺服系统容易调整,运行德定。

(3)电气时间常数小。电气时间常数T.~L./R.。式中R.为电枢电阻;L.为电枢电感。由于L,与极对数的平方成反比,电气时间常数T.也与极对数的平方成反比。小功率宽调速电机通常设计为6极或8极,大功率宽调速电机可设计为10~14极,因而电气时间常数很小,有利于系统快速响应。技术措施为适应宽调速的要求,宽调速控制系统采取的措施主要有速度自适应调节器,采用电流限流型速度调节系统,动力润滑,增加位里外环。

(4)速度自适应调节器.低速运行时,由于旋转体质t不均匀、机械振动、电机电磁转矩波动等系统内部扰动及负载扰动,会引起转速降落,使在某一段时间内转速为零,产生姗动.对于具有电流环和速度环的三阶系统,可采用速度自适应调节器,使速度调节器的比例系数增大,积分时间减小,减小由上述扰动引起的转速波动、动态速降以及出现停转后的恢复时间。

(5)电流限流型速度调节系统。在系统的起动、制动期间内电枢电流超过限流值,电流环起作用,相当于双环系统;在稳态运行时,电流在限流值之内,电流环不起作用,为速度单环系统,其抗扰性能好、响应快,有利于宽调速控制。

(6)动力润滑.低速运行时,负载轴的摩擦转矩与电动机轴转速为非线性函数关系,转速为零时的静摩擦转矩大于转动时的动康擦转矩,由静摩擦转矩过渡到正常转动时的动摩擦转矩,正是低转速区域所对应的奉攘转矩非线性变化区域。当系统的转速输人量低于某一较小值时,由于摩裸转矩的变化,使系统运行不平稳。动力润滑是变静摩擦为动摩擦,克服低速运行不平稳的有效方法。如采用晶体管脉宽调制放大器对电动机供电,当电动机转速低于某一较低转速时,电枢电流为交变电流,电动机处于高颇徽振状态,使负载轴总是处于动摩擦转矩状态下运行,改善了低速运行特性。

(7)位置外环。在速度环具有良好性能的基础上,增加位!外环可进一步提高调速范围。理论上最低转速值可接近于零。位工外环有数字式及鉴相式两种,指令脉冲的频率决定于转速值,而且脉冲当t越小,电动机运行越平稳。

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