Introducción al servosistema de motor síncrono de imán permanente de CA
El servosistema de motor síncrono de imán permanente de CA consta de un tablero de control DSP, un transformador giratorio, un circuito de alimentación principal, un circuito de acondicionamiento y protección. El cuerpo del motor está compuesto por un devanado de armadura y un imán permanente. Rotor central. El rotor utiliza imanes permanentes, el DSP implementa un algoritmo de control orientado al campo magnético, comunicación, cálculo de muestreo de corriente y salida de configuración de la unidad de resolución se transmite al DSP a través del chip de conversión DA de cuatro canales. el SPI o procesamiento de búfer multicanal del DSP; el DSP emite modulación de ancho de pulso y conecta la salida de señal de voltaje por el regulador de corriente y conecta CLARK para transformarla inversamente y convertirla en señales de conmutación trifásicas PWM1-PWM3 para accionar el inversor. El inversor sale al devanado del inducido para controlar el devanado del inducido del motor. Genera un campo magnético circular giratorio; el circuito de alimentación principal consta de un medidor de CC rectificado controlable, un inversor, un circuito de detección de corriente, un circuito de descarga de sobretensión. circuito de protección y un circuito de accionamiento; adopta un algoritmo de control orientado al campo magnético.
Introducción:
En los sistemas de servoaccionamiento síncronos de CA, existen dos categorías principales de servomotores síncronos de imán permanente de CA de uso común.
Un tipo se llama motor CC sin escobillas, que requiere que se dirija una corriente de onda cuadrada al devanado del estator (BLDCM).
El otro tipo se llama motor permanente trifásico. Motor síncrono magnético, que requiere una entrada. La fuente de alimentación al devanado del estator sigue siendo una forma de onda sinusoidal trifásica. (PM·SM)
El motor DC sin escobillas (BLDCM) sustituye los polos del estator del motor DC con escobillas por un rotor equipado con imanes permanentes, convirtiendo la armadura del motor DC original en un estator. El motor de CC con escobillas se basa en un conmutador mecánico para convertir la corriente de CC en una corriente de CA de onda aproximadamente trapezoidal que se suministra al devanado del inducido, mientras que el motor de CC sin escobillas (BLDCM) ingresa directamente la corriente de onda cuadrada (en realidad, también una onda trapezoidal). en el estator. Al invertir el estator y el rotor de un motor de CC con escobillas y utilizar un rotor de imán permanente, se pueden omitir el conmutador mecánico y las escobillas, de ahí el nombre de motor de CC sin escobillas. La fuerza electromotriz inducida en cada fase del estator BLDCM es una onda trapezoidal. Para generar un par electromagnético constante, se requiere que el inversor de potencia introduzca una corriente de onda cuadrada simétrica trifásica al estator BLDCM, mientras que la fuerza electromotriz inducida en. cada fase de los estatores SPWM, PM y SM es una onda sinusoidal aproximada. Es necesario introducir corriente sinusoidal simétrica trifásica en los estatores SPWM, PM y SM.
El campo magnético del motor síncrono de imán permanente proviene de los imanes permanentes en el rotor del motor. Las características de los imanes permanentes determinan en gran medida las características del motor. Los utilizados principalmente incluyen óxido de hierro, aluminio, níquel cobalto, NdFeB y SmCO5, Sm2CO17.
Hay dos formas de instalar imanes permanentes en el rotor. Uno es instalar los imanes permanentes formados en la superficie del rotor, que es el llamado tipo externo; el otro es incrustar los imanes permanentes formados en el rotor, que es el llamado tipo interno. La forma de los imanes permanentes se puede dividir en dos tipos: sectoriales y rectangulares.
De acuerdo con la diferente distribución de la fuerza magnetomotriz de excitación de cada fase correspondiente a la estructura del rotor determinada, los motores síncronos de imanes permanentes trifásicos se pueden dividir en dos tipos: de onda sinusoidal y síncronos de imanes permanentes de onda cuadrada. motor La distribución de la fuerza magnetomotriz de excitación de cada fase del primero es una forma de onda sinusoidal, mientras que la distribución de la fuerza magnetomotriz de excitación de cada fase del segundo es una forma de onda cuadrada, que varía según la estructura del subcircuito. y la forma del imán permanente. Para la estructura de excitación radial, el imán permanente se enfrenta directamente al entrehierro uniforme. Si se utiliza el material del imán permanente del sistema, debido a la buena orientación del imán permanente de tierras raras, se puede generar un campo magnético entrehierro con una mejor forma de onda cuadrada. fácilmente obtenido. Para estructuras de excitación radial que utilizan imanes permanentes con entrehierros no uniformes o longitudes de dirección de magnetización no uniformes, la forma de onda del campo magnético del entrehierro puede lograr una distribución sinusoidal.
En resumen, las diferencias entre los dos tipos de servomotores síncronos de CA de imán permanente se resumen a continuación:
Los principios de control son similares. La señal de comando dada se agrega a la entrada. extremo del servosistema de CA y el eje del motor. La señal de retroalimentación de la posición superior se compara con la posición dada y el movimiento del servo se controla de acuerdo con el resultado de la comparación hasta alcanzar la posición requerida. Las ideas básicas de los servosistemas PM, SM y BLDCM son las mismas.
En comparación con los dos motores sin escobillas de imán permanente, el motor CC sin escobillas de onda cuadrada tiene las ventajas de un control simple, un dispositivo de detección simple, un dispositivo de detección simple y una implementación del sistema relativamente sencilla.
Sin embargo, los motores de CC sin escobillas de onda cuadrada tienen fallas inherentes en principio. La pulsación electromagnética se produce debido a la discontinuidad en el movimiento de la corriente y el potencial magnético de la armadura. Esta pulsación produce ruido durante el funcionamiento a alta velocidad, pero es estable a media y baja. velocidades. El principal obstáculo para la transmisión por par. La ondulación del par empeora las características de control de velocidad del motor, lo que limita la aplicación del servosistema de motor CC sin escobillas de onda cuadrada en situaciones de servoaccionamiento con requisitos de alta precisión y alto rendimiento (especialmente en situaciones de accionamiento directo de baja velocidad). Por lo tanto, para los sistemas de control de servoaccionamiento eléctrico de rendimiento general, se seleccionan motores de CC sin escobillas de onda cuadrada y los métodos de control correspondientes. Los servosistemas PM y SM requieren que el estator introduzca corriente de onda sinusoidal trifásica, lo que puede lograr una mejor estabilidad y un rendimiento superior del servo a baja velocidad. Por lo tanto, se utiliza ampliamente en sistemas de servoaccionamiento de alto rendimiento y alta precisión, como máquinas herramienta CNC y robots industriales.