產(chǎn)品頻道

概 述： 直流電機(jī)脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modwtated-簡(jiǎn)稱PWM)調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生于70年代中期.最早用于不可逆、小功率驅(qū)動(dòng),例如自動(dòng)跟蹤天文望遠(yuǎn)鏡、自動(dòng)記錄儀表等 。近十多年來(lái),由于晶體管器件水平的提高及電路 技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)又因出現(xiàn)了寬調(diào)速永磁直流電機(jī), 它們之間的結(jié)合促使PWM技術(shù)的高速發(fā)展,并使電氣驅(qū)動(dòng)技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)新的高度. 在國(guó)外,PWM最早是在軍事工業(yè)以及空間技術(shù)中應(yīng)用。它以優(yōu)越的性能,滿足那些高速度、高精度隨動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的需求。近八、九年來(lái),進(jìn)一步擴(kuò)散到民用工業(yè),特別是在機(jī)床行業(yè)、自動(dòng)生產(chǎn)線及機(jī)器人等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。 可以這樣說(shuō),六十年代中期發(fā)展起來(lái)的晶體管OTL電路、OCL電路,特別是橋型無(wú)變壓器輸出的BTL電路,為PWM系統(tǒng)的發(fā)展奠定了電路基礎(chǔ),而各種先進(jìn)的功率器件(如GTR,IGBT模塊等)及寬調(diào)速直流電機(jī)的出現(xiàn),更為PWM技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的條件。 PWM系統(tǒng)的特點(diǎn) (相對(duì)于SCR系統(tǒng)而言) 1)開(kāi)關(guān)損耗小,變流器效率高。 2)系統(tǒng)主回路電源是經(jīng)過(guò)整流及大容量電容器慮波后供電,因而不會(huì)因電網(wǎng)電壓波形的失真而影響調(diào)節(jié)質(zhì)量。 3)以1KHZ-8KHZ的高頻脈沖電流給電機(jī)的電樞供電,由于是感性負(fù)載,脈沖電流得以濾平,所以波系數(shù)小,電機(jī)發(fā)熱量小,可以減小機(jī)械變形,從而能提高工作機(jī)械的精度。也正是由于波形系數(shù)小,電機(jī)利用率高,從相同發(fā)熱量的角度考慮,PWM系統(tǒng)獲得可以比SCR系統(tǒng)高1.3-1.8倍的轉(zhuǎn)矩,因此PWM系統(tǒng)可以選用較小容量的電機(jī).特別是工作在正反轉(zhuǎn)頻繁的伺服系統(tǒng)中,其優(yōu)點(diǎn)尤為突出。 4)系統(tǒng)的響應(yīng)頻帶很寬,可達(dá)到100-200HZ以上。因此起制動(dòng)非常快,而且超調(diào)量小,可以大大提高高沖擊率機(jī)械的生產(chǎn)效率。 5)因系統(tǒng)采樣頻率高,頻帶寬,所以抗負(fù)載擾動(dòng)的性能好,動(dòng)態(tài)速度下降小,恢復(fù)時(shí)間快,因此動(dòng)態(tài)硬度好,加工零件表面光潔度高。 6)同樣由于采樣頻率高,避開(kāi)了電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)械的共振點(diǎn),所以運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),這也是提高加工光潔度的一個(gè)有利因素。 7)PWM系統(tǒng)很容易地實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。當(dāng)用于2千瓦以下的電機(jī)時(shí),在再生制動(dòng)的情況下,再生的能量可儲(chǔ)存在功率電容器中,2千瓦以上的電機(jī),再采用特殊電子線路,讓能量饋送到再生負(fù)載電阻上去,以加快制動(dòng)過(guò)程,并防止電子元件因過(guò)壓而造成損壞。 8)PWM系統(tǒng)調(diào)速范圍寬,最低速度可達(dá)到1轉(zhuǎn)/24小時(shí)。這特別適用于自動(dòng)記錄系統(tǒng)。例如地震監(jiān)測(cè)站的地磁變化曲線的記錄等。而在機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí),1轉(zhuǎn)/分鐘即夠用。PWM系統(tǒng)的最低速度實(shí)際取決于速度調(diào)節(jié)器的零點(diǎn)飄移量、速度給定電壓的精度與分辯率、以及測(cè)速電機(jī)的紋波系數(shù)和電動(dòng)機(jī)的波動(dòng)力矩等。從PWM伺服單元本身看,其潛力是很大的。 9)有于PWM本身性能的優(yōu)越,因此不必象SCR系統(tǒng)那樣,為了提高系統(tǒng)性能而費(fèi)盡心機(jī),添加了許多環(huán)節(jié),增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。例如各種濾波環(huán)節(jié)、電抗器之類的慣性環(huán)節(jié)、電流自適應(yīng)環(huán)節(jié)以及函數(shù)發(fā)生器環(huán)節(jié)等等。使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單可靠,調(diào)整于維護(hù)都十分方便。同時(shí)對(duì)個(gè)種參數(shù)不同的直流電機(jī)均有很好的適應(yīng)性。 作為小結(jié),用表1列出PWM系統(tǒng)于SCR系統(tǒng)的主要性能對(duì)比。 主要性能特點(diǎn) ： 1) 采用新一代"IGBT"功率模塊和霍爾電流傳感器提高可靠性. 2) 完整的"板式盒"外形設(shè)計(jì)減少系統(tǒng)元件和故障排除時(shí)間. 3) 具有過(guò)壓,欠壓,超溫,過(guò)流,失速保護(hù)顯示電路. 4) 對(duì)高再生能量設(shè)計(jì)有旁路調(diào)節(jié)器可供用戶選用. 5) 可調(diào)峰值電流10%-250% ,保證電機(jī)合理工作, 同時(shí)使電機(jī)具有良好的動(dòng)態(tài)性能. 6) 提供線性加/減速電路,可以將階躍速度指令轉(zhuǎn)換為滑坡輸出,此輸出應(yīng)用于控制器,可產(chǎn)生光滑的加/減速響應(yīng). 7) 提供±15VDC(50ma)基準(zhǔn)電源,可用于速度指令控制.