隨著國內(nèi)交流伺服用電機及驅(qū)動器等硬件技術(shù)逐步成熟,以軟形式存在于控制芯片中的伺服控制技術(shù)成為制約我國高性能交流伺服技術(shù)及產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸。研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能交流伺服控制技術(shù),尤其是最具應(yīng)用前景的永磁同步電動機伺服控制技術(shù),具有重要的理論意義和實用價值。
永磁同步電動機伺服系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
永磁同步電機伺服系統(tǒng)主要由伺服控制單元、功率驅(qū)動單元、通訊接口單元、伺服電動機及相應(yīng)反饋檢測器件組成。其中伺服控制單元包括位置控制器、速度控制器、轉(zhuǎn)矩和電流控制器等。全數(shù)字化的永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)集先進(jìn)控制技術(shù)和控制策略為一體,使其非常適用于高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動領(lǐng)域,同時智能化、柔性化也已經(jīng)成為了現(xiàn)代電伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。
PWM調(diào)制技術(shù)及死區(qū)補償技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
PWM調(diào)制多采用異步調(diào)制方式,分滯環(huán)調(diào)制、正弦波調(diào)制、空間矢量調(diào)制(SVPWM)等。TI公司的ZhenyuYu等人分析了各種PWM調(diào)制方式基于DSP的數(shù)字實現(xiàn)技術(shù)。滯環(huán)調(diào)制實現(xiàn)簡單,但波形諧波大,性能較差。正弦PWM調(diào)制的信號波為正弦波,其脈沖寬度是由正弦波和三角載波相交而成,為自然采樣,數(shù)字實現(xiàn)中變化出多種規(guī)則采樣方法。有的文獻(xiàn)中根據(jù)電機特點,在正弦波中疊加高次諧波,以抑制某些次諧波,達(dá)到優(yōu)化電流波形的目的。80年代Broeck博士提出了一種新的脈寬調(diào)制方法——空間矢量PWM調(diào)制,將空間矢量引入到脈寬調(diào)制中。它具有線性范圍寬,高次諧波少,易于數(shù)字實現(xiàn)等優(yōu)點,在新型的驅(qū)動器中得到了普遍應(yīng)用。三相交流電機空間矢量脈寬調(diào)制的原理,探討了采用空間矢量脈寬調(diào)制三相橋式電壓型逆變器的電壓輸出能力。將SVPWM和基于載波的SPWM進(jìn)行了比較分析,指出了SVPWM和疊加了三次諧波的SPWM之間的聯(lián)系。零序矢量放置的不同可以導(dǎo)致不同的SVPWM調(diào)制方式,每個PWM周期只插入一個零序矢量可減少1/3的開關(guān)次數(shù),即可實現(xiàn)最小開關(guān)損耗SVPWM調(diào)制。
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