西門子3TF51交流接觸器
西門子3TF51交流接觸器
可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法,實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設(shè)計的驅(qū)動電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流,得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元(AC-DC)主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。
隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用,伺服驅(qū)動器使用、伺服驅(qū)動器調(diào)試、伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器在當今比較重要的技術(shù)課題,越來越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅(qū)動器進行了技術(shù)深層次研究。
伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。當前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計合理與否,對于整個伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。
目前,伺服驅(qū)動器的測試平臺主要有以下幾種:采用伺服驅(qū)動器—電動機互饋對拖的測試平臺、采用可調(diào)模擬負載的測試平臺、采用有執(zhí)行電機而沒有負載的測試平臺、采用執(zhí)行電機拖動固有負載的測試平臺和采用在線測試方法的測試平臺 [2] 。
1采用伺服驅(qū)動器—電動機互饋對拖的測試平臺
這種測試系統(tǒng)由四部分組成,分別是三相PWM整流器、被測伺服驅(qū)動器—電動機系統(tǒng)、負載伺服驅(qū)動器—電動機系統(tǒng)及上位機,其中兩臺電動機通過聯(lián)軸器互相連接。被測電動機工作于電動狀態(tài),負載電動機工作于發(fā)電狀態(tài)。被測伺服驅(qū)動器—電動機系統(tǒng)工作于速度閉環(huán)狀態(tài),用來控制整個測試平臺的轉(zhuǎn)速,負載伺服驅(qū)動器—電動機系統(tǒng)工作于轉(zhuǎn)矩閉環(huán)狀態(tài),通過控制負載電動機的電流來改變負載電動機的轉(zhuǎn)矩大小,模擬被測電機的負載變化,這樣互饋對拖測試平臺可以實現(xiàn)速度和轉(zhuǎn)矩的靈活調(diào)節(jié),完成各種試驗功能測試。上位機用于監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行,根據(jù)試驗要求向兩臺伺服驅(qū)動器發(fā)出控制指令,同時接收它們的運行數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行保存、分析與顯示。 [2]
對于這種測試系統(tǒng),采用高性能的矢量控制方式對被測電動機和負載設(shè)備分別進行速度和轉(zhuǎn)矩控制,即可模擬各種負載情況下伺服驅(qū)動器的動、靜態(tài)性能,完成對伺服驅(qū)動器的全面而準確的測試。但由于使用了兩套伺服驅(qū)動器—電動機系統(tǒng),所以這種測試系統(tǒng)體積龐大,不能滿足便攜式的要求,而且系統(tǒng)的測量和控制電路也比較復(fù)雜、成本也很高。 [2]
2采用可調(diào)模擬負載的測試平臺
這種測試系統(tǒng)由三部分組成,分別是被測伺服驅(qū)動器—電動機系統(tǒng)、可調(diào)模擬負載及上位機。可調(diào)模擬負載如磁粉制動器、電力測功機等,它和被測電動機同軸相連。上位機和數(shù)據(jù)采集卡通過控制可調(diào)模擬負載來控制負載轉(zhuǎn)矩,同時采集伺服系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行保存、分析與顯示。對于這種測試系統(tǒng),通過對可調(diào)模擬負載進行控制,也可模擬各種負載情況下伺服驅(qū)動器的動、靜態(tài)性能,完成對伺服驅(qū)動器的全面而準確的測試。但這種測試系統(tǒng)體積仍然比較大,不能滿足便攜式的要求,而且系統(tǒng)的測量和控制電路也比較復(fù)雜、成本也很高。 [2]
3采用有執(zhí)行電機而沒有負載的測試平臺
這種測試系統(tǒng)由兩部分組成,分別是被測伺服驅(qū)動器—電動機系統(tǒng)和上位機。上位機將速度指令信號發(fā)送給伺服驅(qū)動器,伺服驅(qū)動器按照指令開始運行。在運行過程中,上位機和數(shù)據(jù)采集電路采集伺服系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行保存、分析與顯示。由于這種測試系統(tǒng)中電機不帶負載,所以與前面兩種測試系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)體積相對減小,而且系統(tǒng)的測量和控制電路也比較簡單,但是這也使得該系統(tǒng)不能模擬伺服驅(qū)動器的實際運行情況。通常情況下,此類測試系統(tǒng)僅用于被測系統(tǒng)在空載情況下的轉(zhuǎn)速和角位移的測試,而不能對伺服驅(qū)動器進行全面而準確的測試。 [2]
4采用執(zhí)行電機拖動固有負載的測試平臺
這種測試系統(tǒng)由三部分組成,分別是被測伺服驅(qū)動器—電動機系統(tǒng)、系統(tǒng)固有負載及上位機。上位機將速度指令信號發(fā)送給伺服驅(qū)動器,伺服系統(tǒng)按照指令開始運行。在運行過程中,上位機和數(shù)據(jù)采集電路采集伺服系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行保存、分析與顯示。 [2]
對于這種測試系統(tǒng),負載采用被測系統(tǒng)的固有負載,因此測試過程貼近于伺服驅(qū)動器的實際工作情況,測試結(jié)果比較準確。但由于有的被測系統(tǒng)的固有負載不方便從裝備上移走,因此測試過程只能在裝備上進行,不是很方便。 [2]
5采用在線測試方法的測試平臺
這種測試系統(tǒng)只有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)字采集系統(tǒng)將伺服驅(qū)動器在裝備中的實時運行狀態(tài)信號進行采集和調(diào)理,然后送給數(shù)據(jù)處理單元供其進行處理和分析,終由數(shù)據(jù)處理單元做出測試結(jié)論。由于采用在線測試方法,因此這種測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單,而且不用將伺服驅(qū)動器從裝備中分離出來,使測試更加便利。此類測試系統(tǒng)*根據(jù)伺服驅(qū)動器在實際運行中進行測試,因此測試結(jié)論更加貼近實際情況。但是由于許多伺服驅(qū)動器在制造和裝配方面的特點,此類測試系統(tǒng)中的各種傳感器及信號測量元件的安裝位置很難選擇。而且裝備中的其它部分如果出現(xiàn)故障,也會給伺服驅(qū)動器的工作狀態(tài)造成不良影響,終影響其測試結(jié)果。 [2
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