[其他]電容分相式伺服電機的制動系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86100595
• 申請日: 1986-06-14
• 公開（公告）號: CN86100595A
• 公開（公告）日: 1987-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江銘雄
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02P3/18
• 分類號: H02P3/18
• 代理公司: 上海交通大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 羅習(xí)群

一種涉及電容分相式伺服電機的電力制動系統(tǒng)。

已有的電容分相式伺服電機的制動系統(tǒng)一般有兩種：一種是采用機械力制動。如機械抱閘，鎖住電動機轉(zhuǎn)軸，使電動機停止轉(zhuǎn)動。這種制動方法，機械磨損快，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，精度低。

另一種制動方法是采用電力制動;即在電容分相式電動機的兩個繞組中（繞組1和付繞組2）同時輸入同相電流，使分相電容失去作用，從而使電機繞組里產(chǎn)生不旋轉(zhuǎn)的交變磁場，原來高速旋轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)子切割了交變磁場的磁力線，產(chǎn)生很大的制動力矩，使電機很快停止轉(zhuǎn)動。這種制動方法，比機械力制動方法優(yōu)越，但制動的能耗大（約為正常運行時的四倍），有停電環(huán)節(jié)，系統(tǒng)響應(yīng)時間慢，這種電力制動方法的工作特性是純粹的開關(guān)特性，死區(qū)（a-a′段）大，如圖4所示，降低了精度。

本發(fā)明的目的，是設(shè)計一種電力制動方法，使得電容分相式電機的伺服系統(tǒng)增大動態(tài)穩(wěn)定性，提高伺服系統(tǒng)的精度，降低制動能耗，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，降低機械沖擊和磨損，延長機械壽命。

本發(fā)明由控制器A和可控硅交流開關(guān)器件以及伺服電機M組成。如圖1所示，控制器A的作用是在控制信號作用下，觸發(fā)或熄滅可控硅，從而控制K₁在輸入220伏交流電壓的正半周合上（此時K₂斷開），K₂在交流電壓的負半周合上（此時K₁斷開），如圖2所示。這樣，在一今周期內(nèi)，電容分相式電機中定子繞組產(chǎn)生的交變磁場不是旋轉(zhuǎn)的，原來高速旋轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)子，切割非旋轉(zhuǎn)的交變磁場，產(chǎn)生了制動力矩，使電容分相式伺服電機迅速從旋轉(zhuǎn)中停止下來，控制器A可以是放大器，也可以是微型計算機和放大器組成。

本發(fā)明具有以下特點：精度高，穩(wěn)定性好;本發(fā)明采用后面所介紹的實施電路，可獲得如圖3所示的工作特性，這是一種在小偏差信號區(qū)域內(nèi)近似于線性的工作特性，基本上消除了死區(qū)。當(dāng)小偏差信號輸入時，伺服系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)速度可以很低，偏差信號逐步增大時，伺服系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)速度可以線性地慢慢增長。這不但使跟蹤的精度大大提高，而且使系統(tǒng)有很好的穩(wěn)定性，完全避免了前述的已有技術(shù)中因工作的開關(guān)特性死區(qū)大，使伺服系統(tǒng)工作時產(chǎn)生突變和沖擊，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定等缺點。此外，由于采用交替地使1繞組和2繞組工作方式，能耗較低，制動時與伺服系統(tǒng)正常運行的能耗基本相同。能夠長期工作，可以不設(shè)停電環(huán)節(jié)，適于高速伺服系統(tǒng)工作。

本發(fā)明有如下附圖：

圖1是本發(fā)明總的方框圖，其中A是控制器，K₁、K₂是由控制器控制的開關(guān)，右面是電容分相式伺服電動機M的示意圖。

圖2是K₁、K₂合上和斷開時刻的示意圖。

圖3是本發(fā)明的工作特性。

圖4是雙向或同相接通電容分相式伺服電機時工作特性。

圖5是本發(fā)明實施電路圖。

作為本發(fā)明的一種實施方案，采用如圖5所示電路，圖中A₁是前置放大器，a為指令信號，b為反饋信號，a、b均為直流信號，V_S是與電源電壓同相的交流信號，通過W₁從a端輸入到A₁。A₂和A₃是兩個比較器，它們構(gòu)成了一個窗口電路，當(dāng)A₁的輸出電壓U₁落入窗口電壓范圍之內(nèi)時，A₂和A₃的輸出電壓不能觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，即K₁和K₂都處于開路狀態(tài)，如果A₁的輸出電壓U₁在窗口電壓之上，則通過光電耦合器GD₁觸發(fā)SCTSA₁導(dǎo)通，如果U₁在窗口電壓之下，則通過光電耦合器GD₂觸發(fā)SCTSA₂導(dǎo)通。