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DTC的機床電機變頻器的控制技術

2017-10-09

在現代數控生產中,加工的產品要求越來越高,而影響數控機床加工精度的不僅與加工的刀具和工藝有關,而且還和電機的動態性能有很大關系。因此電機的轉動是加工精度的關鍵。由于機床加工范圍較廣,不同的工件,不同的工序,使用不同的刀具,要求機床執行部件具有不同的運動速度,因此機床的主運動和進給運動應能進行調速,傳統的開環恒壓頻比控制方法不能滿足加工精度和要求。本文基于DTC的機床電機變頻器的控制技術,利用加權方法使電機轉矩脈動最小,充分利用直接轉矩控制動態性能好、結構簡單的優點,為快速、高精度、高性能的機床電力拖動系統的研究提出了新的思路。

1、直接轉矩控制的系統圖直接轉矩控制的系統基本組成如所示。

泰州變頻器、混合磁鏈觀測器、磁鏈和轉矩估計器、轉矩調節、磁鏈調節、開關信號選擇、磁鏈自控制等組成。

2、直接轉矩控制原理主電路中由逆變器輸出的三相PWM波送到三相異步電動機,由霍爾電壓、電流傳感器分別取出三相電壓和電流。

通過3/2坐標變換,分別將三相的電壓、電流向量變換為兩相的電壓、電流。

3、仿真結果對數控機床上的電機進行仿真。

電機系統參數為:定子自感Ls=666mH,轉子自感Lr=671mH,定、轉子互感Lm=651mH,定子電阻RS=4.25認轉子電阻R=3.24A額定定子磁鏈%2電機額定轉速ne=14.搭建Matlab下的仿真模型,由相應的控制策略建立相應的仿真模型。系統的階躍響應如所示,定子磁鏈如所示。

電機輸出轉矩定子磁鏈4結語直接轉矩控制技術用空間矢量分析方法,直接在定子坐標系下計算與控制交流電動機的轉矩,采用定子磁場定向,借助于離散的兩點式調節(Bang―Bang)產生PWM信號,直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制,以獲得轉矩的高動態性能。

它省去了復雜的矢量變換與電動機數學模型的簡化處理,沒有通常的PWM信號發生器。控制思想新穎、結構簡單、手段直接、物理概念明確、響應迅速、無超調,是一種高靜動態性能的交流調速方法。DTC控制器的這些優點必將在數控機床加工系統中,有著廣闊的應用前景。

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