交流异步电机伺服控制技术应用课件.ppt

1、频率（转 速）050100150200250Hz300%150%100%转矩200%恒转矩输出 恒功率输出变频驱动HL伺服控制GL伺服控制电机额定转矩 伺服控制器变压器操作板M交流异步电机轴流风扇制动电阻电抗器编码器编程器KC 目前传统结构目前传统结构新新 型型 结结 构构开关门运行示意图开关门运行示意图F 4开 启 门 刀 区F 1F 3开 门 减 速 区关 门 减 速 区开 门 到 位关 门 停 止开 门 保 持 力轿 、 层 闭 合 点关 门 到 位功能功能速度控制功能速度控制功能 位置控制功能位置控制功能功能功能转矩控制功能转矩控制功能功能功能 自学习功能自学习功能功能比较：功能比较：

2、传统开门机伺服开门机传动方式 钢丝绳传动左右轿门同步带传动技术，同步好运行噪音 运行噪音高运行噪音低位置控制 开关控制可靠性下降开门机的位置控制信号以及信号控制由伺服器发出，不用控制开关门刀控制 异步门刀，风大时无法关闭厅门 同步门刀，厅门运行同步，克服了风阻造成的厅门无法联动关闭迫使电梯停运的现象控制方式 摇臂驱动，对开门宽度有限制无开门宽度限制，理论上开门宽度任意开门方式 开门方式有限制可以实现中分、偏开、中分双折等多种开门方式的控制控制方式 开环控制闭环伺服控制关门限制 机械开关式关门力限制器电子数字控制的关门力限制器，可实现防扒开功能，并可根据用户需要开发特殊功能 经检测本伺服控制门机

3、符合经检测本伺服控制门机符合GB7588-1995GB7588-1995电梯电梯制造与安装安全规范、制造与安装安全规范、GB/T10058-1997GB/T10058-1997电梯技术电梯技术条件要求运行噪音不大于条件要求运行噪音不大于4747dBdB，开关门时间不大于开关门时间不大于3 3秒（秒（10001000mmmm开门宽），关门力限制功能稳定可靠。门开门宽），关门力限制功能稳定可靠。门机控制器未对电梯控制、驱动、呼显系统产生干扰。机控制器未对电梯控制、驱动、呼显系统产生干扰。经电梯实际运行未发生故障，所有设计功能均实现。经电梯实际运行未发生故障，所有设计功能均实现。 我公司和台湾健格科

4、技股份有限公司合作开发的新型电梯控制系统。健格公司负责PLC部分，我公司负责驱动单元，特别设计电梯专用交流伺服控制器，内部集成了PLC部分和驱动部分，伺服控制器厚度为一块砖的厚度，便于安装。此控制器适用于11kW三相异步电机，载重800kG，最大电梯速度 2m/s。在不增加硬件设备的条件下，在用PLC控制交流伺服控制器调速实现电流、速度双闭环的基础上，实现电流、速度、位移三环控制。 。 控制器结构原理图控制器结构原理图现场运行采样曲线现场运行采样曲线施工升降机施工升降机施工升降机采用两个电机同步拖动（如图所示）1齿轮 2导轮 3减速机 4减速机底板5锥鼓限速器6限速器底板 7联轴器 8电动机

5、设计制造双路伺服控制器，将两台控制器安装在一个控制箱内，共用一个整流电源。改造后控制系统采用时光伺服控制器，替代了原来的接触器，控 制 驱 动 两 台11kW电机带动吊笼上下运行。系统结构如图所示。性能指标接触器控制伺服控制启动电流45倍额定值小于额定值两台电机运行转速差几转到几十转无差值起升速度最大34m/min，且单一050 m/min可设置元器件有火花，机械动作，易损坏，寿命短电子元器件，无触点，不磨损，寿命长制动器磨损易磨损，约3个月调整一次不易磨损，一年检修一次 性能对照表 施工升降机伺服控制的优点 1、启、制动平稳，无冲击。克服了普通升降机启、制动时不舒服的感觉。 2、升降速度调整

6、方便，可随意更改运行速度。 3、伺服控制施工升降机启动电流小于额定电流，对电源的适用性较强。普通施工升降机启动电流大约是额定电流的4-5倍，对电源及供电电缆的要求较高。 4、机械磨损降低，由于启动时无冲击，可大大降低齿 轮、齿条等的的机械磨损，制动器的磨损下降极为明显。 5、能源节约明显。特别是与液压升降机相比，效果更加明显。 落地镗铣床落地镗铣床TJ6916FTJ6916F是在原简易数控型落地镗铣床是在原简易数控型落地镗铣床TJ6916TJ6916机械机械结构的基础上设计完成的。结构的基础上设计完成的。 TJ6916FTJ6916F是在原简易数控型落地镗是在原简易数控型落地镗铣床铣床 TJ6

7、916TJ6916机械结构的基础上设计完成的。时光伺服低速大机械结构的基础上设计完成的。时光伺服低速大扭矩的特性，能够达到同功率等级的中档进口伺服控制器的性扭矩的特性，能够达到同功率等级的中档进口伺服控制器的性能，可以满足此类机床低速加工的要求。依据进口数控镗铣床能，可以满足此类机床低速加工的要求。依据进口数控镗铣床的机械结构和时光伺服的调速范围，不采用简易数控型镗铣床的机械结构和时光伺服的调速范围，不采用简易数控型镗铣床复杂的减速机构，仅通过一级减速直接驱动丝杠，带动进给轴复杂的减速机构，仅通过一级减速直接驱动丝杠，带动进给轴移动。从而最大限度地简化了机床结构，消除了传动误差。进移动。从而最

8、大限度地简化了机床结构，消除了传动误差。进给轴要求通过模拟量调速完成三相异步电机宽范围调速给轴要求通过模拟量调速完成三相异步电机宽范围调速（0.318000.31800）rpmrpm，以满足高速进给、低速切削和低速点动对，以满足高速进给、低速切削和低速点动对刀等加工要求。在宽范围调速的前提下具有低速稳定性和低速刀等加工要求。在宽范围调速的前提下具有低速稳定性和低速大力矩输出能力，满足产品的应用要求。大力矩输出能力，满足产品的应用要求。5 5轴落地镗铣床（轴落地镗铣床（TJ6916F TJ6916F ）交流异步低速大转矩变交流异步低速大转矩变频电机频电机 + + 编码器编码器 + + 时光伺服控

9、制器时光伺服控制器电机+皮带传动皮带传动 螺杆螺杆 系统配置对照表系统配置对照表电机减速机 构光杆螺杆丝杠固定模板移动模板压力传感器码盘线操作台操作面板伺服控制器操作台与伺服控制器之间的连线电机码盘减速机构和加工机构限位开关电机线限位信号线 电气连接图电气连接图 机械结构图机械结构图可控震源设备可控震源设备 可控震源利用偏心轮向地可控震源利用偏心轮向地下长时间输出高相位精度的线下长时间输出高相位精度的线性调频信号。所激发的地震波性调频信号。所激发的地震波能够穿透至莫霍面。能够穿透至莫霍面。 它具有信号超远距离传播它具有信号超远距离传播和激发信号高相位精确性两个和激发信号高相位精确性两个主要特点

10、。主要特点。可控震源工作场景可控震源工作场景可控震源工作方式可控震源工作方式 两个电机同步带动偏心轮旋转，旋转速度两个电机同步带动偏心轮旋转，旋转速度随着时间线性变化。随着时间线性变化。电机性能要求电机性能要求 工作频率在工作频率在5 52525赫兹之间（可配减速机）赫兹之间（可配减速机）; ; 在野外条件下工作，很高的安全性在野外条件下工作，很高的安全性( (绝缘性绝缘性) )和和较宽的温度范围较宽的温度范围; ; 需要能数小时连续工作需要能数小时连续工作; ; 可以安装编码器，方便相位控制可以安装编码器，方便相位控制; ; 平稳运行时，单机输出功率不超过平稳运行时，单机输出功率不超过555

11、5KW;KW; 启动时电机负荷较轻，可以用较长加速时间缓启动时电机负荷较轻，可以用较长加速时间缓慢启动慢启动. .伺服电机是可控震源的机械动力来源。伺服电机是可控震源的机械动力来源。控制器性能要求控制器性能要求 根据伺服电机的功率和工作特点选择配根据伺服电机的功率和工作特点选择配合的控制器合的控制器; 电机负荷可能随着转速的提高按平方关电机负荷可能随着转速的提高按平方关系提高，控制系提高，控制器器应可应可根据电机负载自动调根据电机负载自动调整输出整输出; ; 较高的频率控制精度，易于实现动态闭较高的频率控制精度，易于实现动态闭环控制环控制; ;控制精度要求控制精度要求 相位控制精度是由电机驱动

12、的两个偏心相位控制精度是由电机驱动的两个偏心轮在运行过程中不仅要求相互之间严格同步，轮在运行过程中不仅要求相互之间严格同步，而且要求在工作频率内每一时刻的相位与理而且要求在工作频率内每一时刻的相位与理论数值误差不超过论数值误差不超过0.3度。这就要求伺服控制度。这就要求伺服控制系统能对误差值做出快速响应和修正。系统能对误差值做出快速响应和修正。 伺服控制器频率精度为伺服控制器频率精度为0.01Hz, 校正的频校正的频率可能要大于率可能要大于100Hz影响控制精度的负荷特性影响控制精度的负荷特性 设计要求震源在设计要求震源在10Hz10Hz的频率时对地面压力的频率时对地面压力的峰值要达到的峰值要

13、达到4040吨，假设偏心轮等效半径吨，假设偏心轮等效半径R=0.25R=0.25米，则偏心轮质量为米，则偏心轮质量为20Kg, 20Kg, 转动惯量转动惯量为为1.251.25kg.mkg.m2 2 偏心轮转动的加减速特性，不大于偏心轮转动的加减速特性，不大于 0.10.1Hz/sHz/s。 采用减速机构有可能提高电机运行效率和采用减速机构有可能提高电机运行效率和相位控制精度。相位控制精度。IOP伺服电机控制器 电机编码器 24V直流电源 外部输入 中间继电器 焊接电源 （电流电压）输入口输出口 触摸屏JENC 原理框图 待焊工件SCII伺服控制的优点伺服控制的优点 1.电机运行速率低于60H

14、z时可实现3倍电机额定转矩输出，特别是焊机长期工作于低速，这样就有效的解决了变频器在低速时力矩输出不够的弱点。 2.伺服控制器采用编码器反馈进行定位控制，位置控制最高精度1脉冲数，定位精度高。 3.每次恢复急停状态后，按启动钮能继续急停前的状态，完成余下的动作，即急停前为焊接状态，恢复后为焊接状态；急停前为熄弧空转状态，恢复后为熄弧空转状态，同时走完剩余的长度。4.将多种焊接功能集于一体，达到了多种功能。 料卷送料辊皮带伺服电机胶辊追色电眼中间辊切刀(由变频器带动曲轴进行控制)伺服送料接近开关高位停机接近开关电眼nIMS伺服控制器主要完成设备流程中上塑、伺服控制器主要完成设备流程中上塑、压切、

15、收废卷等工序环节：在上塑辊正常运压切、收废卷等工序环节：在上塑辊正常运行时，保证收废卷辊一侧的塑料薄膜运行线行时，保证收废卷辊一侧的塑料薄膜运行线速度与上塑辊一侧的线速度完全一致，以保速度与上塑辊一侧的线速度完全一致，以保证塑料薄膜与铜版纸在压切过程中的缜密结证塑料薄膜与铜版纸在压切过程中的缜密结合；当上塑辊停止运行后，驱动收废卷辊按合；当上塑辊停止运行后，驱动收废卷辊按照参数设定的某一固定速度继续旋转一段时照参数设定的某一固定速度继续旋转一段时间以保证将剩余废料完全回收。间以保证将剩余废料完全回收。收纸裁切收废卷压切上塑 烫金印刷 放纸不干胶印刷机使用卷筒纸，一次完成印刷、烫金、复合塑料薄膜

16、、上塑，压切、收卷废料和裁切等工序。 上塑辊压切进入下一环节收废卷辊离合器减速器MPGIMS伺服控制器PG速度辊2#PG1#PGU.V.W电机线机械传动机械传动I/O输出输出：指示灯、继电器线包减速器系统构成方案图 主要性能指标要求主要性能指标要求l l 电机实现电机实现01800RPM连续可调。连续可调。l l 1:1同步运行时要求稳态同步角小于同步运行时要求稳态同步角小于0.15。l l 控制器具有电子齿轮功能。在控制器具有电子齿轮功能。在1：1至至1：10范围范围内可任意设定，增速比系数有效位越高越好。内可任意设定，增速比系数有效位越高越好。l l 具有良好的过载能力，实现具有良好的过载

17、能力，实现3倍过载转矩输出。倍过载转矩输出。l l 电机加速度曲线与电机加速度曲线与S曲线可调。曲线可调。l l 系统能够自动识别同步运行条件与单独运行条系统能够自动识别同步运行条件与单独运行条件。件。时光伺服控制器可驱动三相异步电机平稳地运行，不因电时光伺服控制器可驱动三相异步电机平稳地运行，不因电网电压变化而导致电机转速波动。随着收卷辊收卷，辊径网电压变化而导致电机转速波动。随着收卷辊收卷，辊径不断变大，电机逐渐由小负载运行变为大负载运行，负载不断变大，电机逐渐由小负载运行变为大负载运行，负载由由10升至升至120，整个工作过程控制器驱动电机实现转速，整个工作过程控制器驱动电机实现转速的稳

18、定输出，没有因负载增加而造成转速下降的情况。通的稳定输出，没有因负载增加而造成转速下降的情况。通过相关参数监控的方式观察其同步角度差值为过相关参数监控的方式观察其同步角度差值为0.1。优。优越的电子齿轮比例性能以及精度深得设备制造商的好评。越的电子齿轮比例性能以及精度深得设备制造商的好评。当送塑辊正常运行时将当送塑辊正常运行时将2PG脉冲做为有效输入对驱动电机脉冲做为有效输入对驱动电机进行同步运转控制，避免出现进行同步运转控制，避免出现“抖动抖动”情况。控制器提供情况。控制器提供了加速度参数与了加速度参数与S曲线参数，配合曲线参数，配合QMCL语言可实现对电语言可实现对电机运行的合理化设置，减小了对机械结构的冲击。机运行的合理化设置，减小了对机械结构的冲击。控制器不需要任何控制器不需要任何I/O告知应运行于何种状态，完全通过软告知应运行于何种状态，完全通过软件形成自适应系统，体现了设备的智能化自动化。件形成自适应系统，体现了设备的智能化自动化。 300%频率（转速）050100150200250Hz150%100%0转矩伺服控制恒转矩输出伺服控制恒功率输出变频驱动转矩输出电机额定转矩