波恩不是大师,只是业内工程师。变频器驱动异步电机的原理是给电机绕组施加与目标同步转速 n 对应的某个频率 f 的电压或电流,从而产生气隙旋转磁场,拖动受感应的鼠笼转子以 n=(1-s)60f/p 的异步速度旋转起来。因此,变频拖动频率是“因”,转速是“果”。伺服驱动永磁交流伺服电机时,在控制策略上存在以矢量算法为核心的电流环控制,可以实现力矩控制电流与磁场控制电流的解耦,在任意角位置实现目标力矩的准确控制,电机转动时定子绕组中驱动电流的相位和频率会由矢量控制自动实现对电机转子磁极的跟踪,无需专门考虑,其外在特性就像控制一台直流电机的力矩一样简单。伺服工作于速度模式时,只需根据目标速度和反馈速度的差调节和控制电机的力矩,所以控制伺服电机的速度无需专门考虑电机绕组电流的频率,绕组电流的频率只是电机以某个速度运行时电流内环进行矢量控制捎带的结果。因此,伺服驱动转速是“因”,频率是“果”。
主轴电机 是三相异步电动机 转速公式为:n=60f/p(1-s)
从上式可见,改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。从调速的本质来看,不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
交流主轴电机,主要是通过改变电源频率f来达到调速目的。而电源频率的改变可用变频器来实现。
伺服电动机servomotor
用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
伺服电动机分交、直流两类。交流伺服电动机的工作原理与交流感应电动机相同。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf接一恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电动机运行的目的。交流伺服电动机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点
电液伺服控制系统的原理团如图1—3所示。由田可见控制系统由控制放大器、电校控制阀、液压缸及负载、检测元件开组成。
电液伺服控制系统可分为电报伺服系统利电校比例控制系统。根据使用的电液控制阀而定,使用电液伺服阀的为电液伺服系统,使用电液比例阀的为电液比例控制系统。在试验机中绝大部分使用电液伺服系统。
控制放大器的主要功能是对输入系统购电信号进行综合、比较、校正和放大。为了使用方便,往往还包括控制器所需的稳压电源、额扳信号发生器等。与电泊伺服阀配套的,控制放大器称为伺服控制器。
电液控制阀是将控制放大器输入的电流化号转换为液压能的元件,它的性能对整个系统的影响很大。是电液控制系统中的关键元件。电液控制阀有电液伺服阀和电液比例阀两种。在试验机中电液伺服阀应用较广泛,电液比例阀已开始在做静态性能试验酌液压万能试验机中得到应用。
液压缸接受伺服阀输出的压力油,使活塞按要求进行往复运动。被试件一般装在活塞杆末端,由校压缸的高压液压汕对试件施加作用力。
检测元件包括传感器及其测旦放大器。由检测元件检测小被控是的大小。根据被控星的不问,传感器可有位移传感器、力传感器、压力传感器、加速度传感器等。
由图1-3可见,试验机的电液控制系统输入信号为u1,信号u1是根据试验要求在时间坐标上输出某种波形的电压量,这种波形方正弦被、三角被成随机被等。控制放大器将信号的电压量放大并转换成电流从后输入电液控制阀、使电被控制阀输出相应的流量△Q或压力△
P、控制液压缸使活塞带动试件按输入的信号运动,负载运动时它的被控量,如位移、力、变形、加速度等,由检测元件检测并转换成电量u2,这电量一方面用来显示、记录或进行数据处理,另方面反馈到放大器的输入端和输入信号进行比较,若有偏差则继续进行调整,直到被控制最u2和输入量u1相等为止。由于输入信号与的以信号都是电量。因此便于利计算机相联接,使试验过程更灵活方便。
试验机中应用最普遍的是电液伺服系统,使用更多的是材料试验机——电液伺服材料试验机的原理困如图1-4所示。它由液压源、主机和电气控制柜三部分组成。新推出的试验机还包括仑计算机部分。
液压源通过伺服阀供给液压缸压力油。使它带动负载按给定信号运动。液压源由液压泵、蓄能器、压力阀、 方向阀、滤油器、冷却器、油箱等组成。主机除夹头、框架外,还有伺服阀、液压缸及各种传感器,如位移传感器、力传感器、引促计等,电气控制拒包括侗服控制器、各种传感器的测量放大器、信号发生器和显示、记录仪器等。当试验机配用计算机时,只需在电气拧创柜中增加某些按插件即可,它的控制系统工作原理并无改变。