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伺服电机的矢量调速控制方式

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伺服电机的矢量调速控制方式

发布日期:2017-08-02 作者: 点击:

       在医疗工作的几十年中我们发现很多医疗器械机械控制部分用的是气动缸或者是液(油)压缸,这两种“缸”在临床使用中经常发生气动缸漏气、液压缸漏油,优其时间长了以上毛病更难克服,电动缸就不会出现以上的毛病。一九八九年我们在科研项目中首次把单相电动缸用在自己设计的医疗器械中,以后又用电动缸设计了两项科研成果,都非常成功,操作灵活、方便、简单、投资也少。为了使医疗行业的同行们更好的了解电动缸,下面把其原理及工业上的应用做介绍,以便大家尽力开发电动缸在医疗器械方面的应用。这里所指的“缸”常见的多是气动缸,液压缸、电动缸、他们是把直线往复运动转成许多复杂的动作机械。伺服电动缸可适用远距离操作,还可供自控系统集中控制,与气动缸、液压缸相比,它不象气动缸、液压缸那样庞大、结构复杂;也不象“气动缸”“液压缸”那样容易漏气、漏油,造成环境污染;而且电动缸还具有性能可靠、动作灵敏,平稳、推力准确,安装、维修方便,还具有过载保护,限位保护装置,因此应用范围很广,所以说,电动缸是一种经济效益很高的辅助设备。工作原理:电动机通过一对齿轮减速后,带动一对丝杆螺母,把电动机的旋转运动变为直线运动,利用电动机正、反转完成推拉动作。如通过各种杠杆、摇杆、连杆等机械结构,可完成转动,高速电动缸摇动等复杂动作,通过改变杠杆力臂长度,可以增加或加大行程。无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置,要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的,但人们发现,即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置,精密电动缸也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量,并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数,按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流(或者磁通)和转矩电流进行检测,并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流(或者磁通)和转矩电流的指令值和检测值达到一致,并输出转矩,从而实现矢量控制。采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配,而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数,多自由度平台有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数,有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器,并需使用厂商指定的变频器专用电动机进行控制,否则难以达到理想的控制效果。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能,带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数行辨识,伺服电动缸厂家并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数,从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。除了上述的无传感器矢量控制和转矩矢量控制等,可提高异步电动机转矩控制性能的技术外,目前的新技术还包括异步电动机控制常数的调节及与机械系统匹配的适应性控制等,以提高异步电动机应用性能的技术。为了防止异步电动机转 速偏差以及在低速区域获得较理想的平滑转速,应用大规模集成电路并采用专用数字式自动电压调整(AVR)控制技术的控制方式,已实用化并取得良好的效果。


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