第6章 数控机床的伺服系统 6.1 概述 一、 伺服系统的组成 数控机床的伺服系统按其功能可分为：进给伺服系统和主轴伺服系统。

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1 第6章 数控机床的伺服系统 6.1 概述 一、 伺服系统的组成 数控机床的伺服系统按其功能可分为：进给伺服系统和主轴伺服系统。
第6章      数控机床的伺服系统 6.1      概述 一、 伺服系统的组成 数控机床的伺服系统按其功能可分为：进给伺服系统和主轴伺服系统。 主轴伺服系统用于控制机床主轴的转动。 进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统，通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构及执行部件组成。 进给伺服系统的作用：接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电机、功率步进电机等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。

2 图6-1 闭环进给伺服系统结构 伺服驱动装置 工作台 位置检测 速度环 速度检测 位置环 测量反馈
位置控制模块 速度控制单元 伺服电机 工作台 位置检测 测量反馈 伺服驱动装置 速度环 速度检测 位置环 图6-1 闭环进给伺服系统结构 数控机床闭环进给系统的一般结构如图，这是一个双闭环系统，内环为速度环，外环为位置环。速度环由速度控制单元、速度检测装置等构成。速度控制单元是一个独立的单元部件，它是用来控制电机转速的，是速度控制系统的核心。速度检测装置有测速发电机、脉冲编码器等。位置环是由CNC装置中的位置控制模块、速度控制单元、位置检测及反馈控制等部分组成。

3 6.1.2 对伺服系统的基本要求 1、调速范围宽 2、快速响应和无超调 3、高精度 4、低速大转矩

4 6.2      步进电机及其驱动装置 一、步进电机工作原理 工作台 驱动控制线路 步进电机 指令脉冲 齿轮箱 图6-2开环伺服系统简图

5 反应式(磁阻式)三相步进电机. 图6-3 三相反应式步进电机结构

6 A B C 1 2 3 4 A B C 1 2 3 4 A B C 1 2 3 4 其转动的整个过程 逆时针转30º 逆时针转30º

7 步进电机的主要性能指标 1.   步距角和步距误差 反应式步距角和步进电机的相数、通电方式及电机转子齿数的关系如下： (6-14) 式中 α—步进电机的步距角；, αs—步进电机的基本步距角； m—电机相数； Z—转子齿数； K—系数，相邻两次通电相数相同，K＝1； 相邻两次通电相数不同，K＝2。 同一相数的步进电机可有两种步距角，通常为1.2/0.6、1.5/0.75、1.8/0.9、3/1.5度等。步距误差是指步进电机运行时，转子每一步实际转过的角度与理论步距角之差值。连续走若干步时，上述步距误差的累积值称为步距的累积误差。由于步进电机转过一转后，将重复上一转的稳定位置，即步进电机的步距累积误差将以一转为周期重复出现。

8 2. 静态转矩与矩角特性 最大静转矩 （保持转矩）： 通电时能够维持静止状态的最大转矩。 图6-5 静态矩角特性 最大静转矩

9 3.     最大启动转矩Mq M A B C  b Ma Mb Mq θ θa 图6-6 三相单三拍步进电机的启动转矩

10 4. 启动频率 空载时，步进电机由静止状态突然起动，并进入不失步的正常运行的最高频率，称为启动频率或突跳频率，加给步进电机的指令脉冲频率如大于启动频率，就不能正常工作，可能发生丢步或堵转。 步进电机在带负载（尤其是惯性负载）下的启动频率比空载要低。而且，随着负载加大（在允许范围内），启动频率会进一步降低。 5. 连续运行频率 步进电机起动后，其运行速度能根据指令脉冲频率连续上升而不丢步的最高工作频率，称为连续运行频率。其值远大于启动频率，它也随着电机所带负载的性质和大小而异，与驱动电源也有很大关系。

11 6. 矩频特性与动态转矩 矩频特性是描述步进电机连续稳定运行时输出转矩与连续运行频率之间的关系（见图6-8），该特性上每一个频率对应的转矩称为动态转矩。当步进电机正常运行时，若输入脉冲频率逐渐增加，则电动机所能带动负载转矩将逐渐下降。在使用时，一定要考虑动态转矩随连续运行频率的上升而下降的特点。 当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 M f 图6-7 矩频特性

12 步进电机功率驱动电路 步进电机驱动线路完成由弱电到强电的转换和放大，也就是将逻辑电平信号变换成电机绕组所需的具有一定功率的电流脉冲信号。驱动控制电路由环形分配器和功率放大器组成。 环形分配器是用于控制步进电机的通电方式的，其作用是将数控装置送来的一系列指令脉冲按照一定的顺序和分配方式加到功率放大器上，控制各相绕组的通电、断电。 JA KA JB KB JC KC S A相 B相 C相 R CP指令脉冲 置零 正 反

13 表6-1三相六拍环形分配器真值表 序号 A B C 方向 1 2 3 4 5 6 反转 正转

14 功率放大器的作用是将环形分配器发出的电平信号放大至几安培到几十安培的电流送至步进电机各绕组，每一相绕组分别有一组功率放大电路。以下介绍三种典型的驱动电路：单电压简单驱动、高低压驱动和恒流斩波驱动。
前置放大 输入 V Rc Rd VD Ra U C 图6-9 单电压驱动电路原理图 i t 图6-10单电压驱动电流波形

15 图6-12 高低压驱动 电流波形 图6-11高低压驱动电路原理图 单稳 延时 前置放大 U1 ＋80V ＋12V U2 VD2 VD1 R1
L t1 t2 V1 V2 图6-12 高低压驱动 电流波形 图6-11高低压驱动电路原理图

16 高压前置放大 低压前置放大 控制门 整形 U1 VD1 U2 VD2 V1 R V2 Ra L Re 图6-14 恒流斩波驱动电路原理图 输入

17 改变步进电机输入脉冲信号的循环顺序方向，就可改变定子绕组中电流的通断循环顺序，从而使步进电机实现正转和反转，相应的工作台进给方向就被改变。
6.2.4 开环控制步进式伺服系统的工作原理 1. 工作台位移量的控制 数控装置发出N个脉冲，经驱动线路放大后，使步进电机定子绕组通电状态变化N次，如果一个脉冲使步进电机转过的角度为α，则步进电机转过的角位移量Φ＝Nα，再经减速齿轮、丝杠、螺母之后转变为工作台的位移量L，即进给脉冲数决定了工作台的直线位移量L。 2. 工作台进给速度的控制 数控装置发出的进给脉冲频率为f，经驱动控制线路，表现为控制步进电机定子绕组的通电、断电状态的电平信号变化频率，定子绕组通电状态变化频率决定步进电机的转速，该转速经过减速齿轮及丝杠、螺母之后，体现为工作台的进给速度V，即进给脉冲的频率决定了工作台的进给速度。 3. 工作台运动方向的控制 改变步进电机输入脉冲信号的循环顺序方向，就可改变定子绕组中电流的通断循环顺序，从而使步进电机实现正转和反转，相应的工作台进给方向就被改变。

18 交流伺服系统一般多用于闭环与半闭环伺服系统
6.3 交流伺服系统 6.3.1 数控机床用交流伺服电机 在交流伺服系统中，按电机种类可分为同步型和异步型（感应电机）两种。交流伺服同步电机有永磁式、磁阻式（反应式）、磁滞式、绕组磁极式等。 交流伺服系统一般多用于闭环与半闭环伺服系统 闭环伺服系统的位置检测装置安装在机床的工作台上（图6-1），检测装置测出实际位移量或者实际所处位置，并将测量值反馈给CNC装置，与指令进行比较，求得差值，依此构成闭环位置控制。闭环方式被大量用在精度要求较高的大型数控机床上。在机床上需安装光栅或其它检测装置.

19 半闭环伺服系统一般将位置检测元件安装在电动机轴上，用以精确控制电机的角度，然后通过滚珠丝杠等传动部件，将角度转换成工作台的位移，为间接测量(图6-15)。即坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，其传动误差没有得到系统的补偿，因而半闭环伺服系统的精度低于闭环系统。目前在精度要求适中的中小型数控机床上，使用半闭环系统较多。通常在轴端装有增量式光电脉冲编码器。 位置比较 速度控制 工作台 伺服电机 位置反馈 速度反馈 指令 + 图6-15 半闭环伺服系统简图 －

20 数控机床进给伺服系统中多采用永磁式同步电机，同步电机的转速是由供电频率所决定的，即在电源电压和频率固定不变时，它的转速是稳定不变的。由变频电源供电给同步电机时，能方便地获得与频率成正比的可变速度，可以得到非常硬的机械特性及宽的调速范围。 交流主轴电机多采用交流异步电机，很少采用永磁同步电机，主要因为永磁同步电机的容量做得不够大，且电机成本较高。另外主轴驱动系统不象进给系统那样要求很高的性能，调速范围也不要太大。因此，采用异步电机完全可以满足数控机床主轴的要求，笼型异步电机多用在主轴驱动系统中。

21 (r/min)(6-7) (r/min) 6.3.2 交流伺服电机的速度控制 (一)交流电机的调速 据电机学知，交流异步电机的转速表达式为
交流伺服电机的速度控制 (一)交流电机的调速 据电机学知，交流异步电机的转速表达式为 (r/min)(6-7) 交流同步电机的转速表达式为 (r/min) 式中 f1—定子电源频率（Hz）； p—磁极对数； s—转差率。 由式(6-7)可知异步电机的调速方法，可以有变转差率、变极对数及变频三种。靠改变转差率对异步电机进行调速时，低速时转差率大，转差损耗功率也大，效率低。变极调速只能产生二种或三种转速，不可能做成无级调速，应用范围较窄。变频调速是从高速到低速都可以保持有限的转差率，故它具有高效率、宽范围和高精度的调速性能，可以认为是一种理想的调速方法。

22 由上述分析可知改变频率f1，可平滑调节同步转速。但在实际调速时，只改变频率是不够的，现在来看一下变频时电动机的机械特性的变化情况，由电机学知：
(6-4) 式中 E1—感应电势； Kr1—基波绕组系数； N1—定子每相绕组串联匝数； Φm—每极气隙磁通量。 当略去定子阻抗压降时，定子相电压U1为 (6-5)

23 (6-5) 由式(6-9)可见，定子电压不变时，随f1的上升，气隙磁通Φm将减小。 又从转矩公式 (6-6) 式中 CT—转矩常数；
I2—折算到定子上的转子电流； cosφ2 —转子电路功率因数。 可以看出，Φm减小导致电机允许输出转矩T下降，则电机利用率下降，电机的最大转矩也将降低，严重时可能发生负载转矩超过最大转矩，电机就带不动了，即所谓堵转现象。又当电压U1不变，减小f1时， Φm上升会造成磁路饱合，激磁电流会上升，铁心过热，功率因数下降，电机带负载能力降低。故在调频调速中，要求在变频的同时改变定子电压U1，以维持Φm接近不变，由U1，f1不同的相互关系,而得出不同的变频调速方式、不同的调速机械特性。

24 机床主轴在变速下工作，不需要在所有转速下都传递全部功率，如低速光车、攻丝、铰孔时。
因此，主运动系统的特征曲线为： （ 功率－速度 ；转矩－速度） 低速为恒转矩区，高速为恒功率区。 交流主轴电机的速度条件下的 功率－速度；转矩－速度特征 满足机床要求的速度条件下的 功率和转矩

25 (6-5) 2. 恒转矩调速 由转子电流与主磁通作用而产生的电磁转矩公式(6-6)可知，T与φm、I2成正比。 (6-6)
2.   恒转矩调速 由转子电流与主磁通作用而产生的电磁转矩公式(6-6)可知，T与φm、I2成正比。 (6-6) 要保持T不变，由6-6，即要求U1/f1为常数，可以近似地维持φm恒定。此时的机械特性曲线族如图6-18所示。由图可见，保持U1/f1为常数进行变频调速时，这些特性曲线的线性段基本平行，类似直流电机的调压特性。但最大转矩Tm随着f1下降而减小。这是因为f1高时，E1数值较大，此时定子漏阻抗压降在U1中所占比例较小，可以认为U1近似于定子绕组中感应电势E1。而当f1相对很较低时，E1数值变小，U1值也变小，此时定子漏阻抗压降在U1中所占比例增大，E1与U1相差很大，所以φm减小，从而使Tm下降。 图6-18 恒转矩调速特性曲线

26 2.  恒最大转矩（Tm）调速 为了在低速时保持最大转矩Tm不变，就必须采取E1/f1=常数的协调控制，显然，这是一种理想的保持磁通恒定的控制方法。恒Tm调速的机械特性见图6-19所示，对应于同一转矩，转速降基本不变，即直线部分斜率不变，机械特性平行地移动。 n T f 4 1 >f 2 3 图6-19 恒Tm调速特性曲线

27 3.   恒功率调速 为了扩大调速范围，可以在额定频率以上进行调速。因电机绕组是按额定电压等级设计的，超过额定电压运行将受到绕组绝缘强度的限制，因此定子电压不可能与频率成正比地提高。若频率上升，额定电压不变，那么气隙磁通φm将随着f1的升高而降低。这时，相当于额定电流时的转矩也减小，特性变软。如图6-20所示，随着频率增加，转矩减少，而转速增加，可得近似恒功率的调速特性。 n T f 4 1 >f 2 3 图6-20 恒功率调速特性曲线

28 交流感应电机矢量控制原理 矢量控制理论是在1971年由德国学者F.Blachke提出的。 在伺服系统中，直流伺服电机能获得优良的动态与静态性能，其根本原因是被控制只有电机磁通Ф和电枢电流Ia，且这两个量是独立的。此外，电磁转矩（Tm=KT Ф Ia）与磁通Ф和电枢电流Ia分别成正比关系。因此，控制简单，性能为线性。如果能够模拟直流电机，求出交流电机与之对应的磁场与电枢电流，分别而独立地加以控制，就会使交流电机具有与直流电机近似的优良特性。为此，必须将三相交变量（矢量）转换为与之等效的直流量（标量），建立起交流电机的等效模型，然后按直流电机的控制方法对其进行控制。

29 图6-21a所示三相异步交流电机在空间上产生一个角速度为ω0的旋转磁场Φ。如果用图6-21b中的两套空间相差900的绕组α和β来代替，并通以两相在时间上相差900的交流电流，使其也产生角速度为ω0的旋转磁场Φ ， 则可以认为图6-21a和图6-21b中的两套绕组是等效的。若给图6-21c所示模型上两个互相垂直绕组d和q，分别通以直流电流id 和iq ，则将产生位置固定的磁场Φ ，如果再使绕组以角速度ω0旋转，则所建立的磁场也是旋转磁场，其幅值和转速也与图6-21a一样。 ω0 Φ B C β α 图6-21 交流电机三相/二相直流电机变换

30 三相A、B、C系统变换到两相α、β系统 ω0 Φ B C β α 这种变换是将三相交流电机变为等效的二相交流电机。图6-21a所示的三相异步电机的定子三相绕组，彼此相差1200空间角度，当通以三相平衡交流电流 iA, iB, iC 时，在定子上产生以同步角速度ω0旋转的磁场矢量Φ。三相绕组的作用，完全可以用在空间上互相垂直的两个静止的α、β绕组代替，并通以两相在时间上相差900的交流平衡电流 iα 和 iβ ，使其产生的旋转磁场的幅值和角速度也分别Φ和ω0，则可以认为图6-21a、b中的两套绕组是等效的。

31 应用三相/二相的数学变换公式，将其化为二相交流绕组的等效交流磁场。则产生的空间旋转磁场与三相A、B、C绕组产生的旋转磁场一致。令三相绕组中的A相绕组的轴线与α坐标轴重合，其磁势为（见图6-22a）。
(6-7) FB Fβ 600 FA Fα FC 按照磁势与电流成正比关系，可求得对应的电流值iα 和 iβ (6-8) 图6-22a 三相磁动势的变换 除磁势的变换外，变换中用到的其它物理量，只要是三相平衡量与二相平衡量，则转换方式相同。这样就将三相电机转换为二相电机，如图6-21b。

32 2. 矢量旋转变换 将三相电机转化为二相电机后，还需将二相交流电机变换为等效的直流电机，见图6-21c。若设图6-21c中d为激磁绕组，通以激磁电id，q为电枢绕组，通以电枢电流iq ，则产生固定幅度的磁场Φ，在定子上以角速度ω0旋转。这样就可看成是直流电机了。将二相交流电机转化为直流电机的变换，实质就是矢量向标量的转换，是静止的直角坐标系向旋转的直角坐标系之间的转换。这里，就是把iα 和 iβ 转化为 id 和 iq ，转化条件是保证合成磁场不变。在图6-22b中， iα 和 iβ的合成矢量是 i1，将其在Φ方向及垂直方向投影，即可求得id 和 iq 。 id 和 iq 在空间以角速度ω0旋转。转换公式为 α β i1 Φ id iq θ φ 图6-22b 三相磁动势的变换

33 3. 直角坐标与极坐标的变换 矢量控制中，还要用到直角坐标系与极坐标系的变换。如图6-28b中，由id 和 iq求i1 ，其公式为 (6-10) 采用矢量变换的感应电机具有和直流电机一样的控制特点，而且结构简单、可靠，电机容量不受限制，与同等直流电机相比机械惯量小，其前景非常可观。

34 （ 三）交流电机的变频调速 交流电机调速种类很多，应用最多的是变频调速。变频调速的主要环节是能为交流电机提供变频电源的变频器。变频器的功用是，将频率固定（电网频率为50Hz）的交流电，变换成频率连续可调（0～400Hz）的交流电。变频器可分为交-直-交变频器和交-交变频器两大类。交-直-交变频器是先将频率固定的交流电整流成直流电，再把直流电逆变成频率可变的交流电。交-交变频器不经过中间环节，把频率固定的交流电直接变换成频率连续可调的交流电。因只需一次电能转换，效率高，工作可靠，但是频率的变化范围有限。交-直-交变频器，虽需两次电能的变换，但频率变化范围不受限制，目前应用得比较广泛，本书以这种变频器为例做介绍。 变频器基本组成，整流部分把恒压恒频的交流电压转换为直流电压，平波电路由电容器及电抗器组成（也称直流中间电路），逆变器把直流逆变为交流。控制电路通过来自外部的运行指令，经运算电路、驱动电路，向逆变器发出控制指令。 整流电路 平波电路 逆变电路 控制电路 逆变器 输入恒电压， 恒频率 输出可变电压， 可变频率 变频器基本组成

35 A 电源 B C 图6-23 PWM变频器的主电路原理图 图6-23是脉宽调制（Pulse Width Modulation简称PWM）变频器的主电路。它由担任交-直变换的二极管整流器和担任直-交变换、同时完成调频和调压任务的脉冲宽度调制逆变器组成。图中续流二极管D1~D6，为负载的滞后电流提供一条反馈到电源的通路，逆变管（全控式功率开关器件）T1~T6组成逆变桥，A、B、C为逆变桥的输出端。电容器Cd的功能是：滤平全波整流后的电压波纹；当负载变化时，使直流电压保持平稳。 交流电机变频调速系统中的关键部件之一就是逆变器，由于调速的要求，逆变器必须具有频率连续可调、以及输出电压连续可调，并与频率保持一定比例关系等功能。

36 下面讨论逆变管T1~T6以怎样的顺序动作（导通和关断）才能将直流电变为三相交流电， 如图6-24所示，
1.直流变交流 下面讨论逆变管T1~T6以怎样的顺序动作（导通和关断）才能将直流电变为三相交流电， 如图6-24所示， 在t1、t2时间内，V1、V6同时导通，A为正，B为负，uAB为正。 在t4、t5时间内，V3、V4同时导通，A为负，B为正，uAB为负。 在t3、t4时间内，T3、T2同时导通，B为正，C为负，uBC为正。 在t6、t1时间内，T5、T6同时导通，B为负，C为正，uBC为负。 在t5、t6时间内，T5、T4同时导通，C为正，A为负，uCA为正。 在t2、t3时间内，T1、T2同时导通，C为负，A为正，uCA为负。 T 1 5 2 3 4 6 t 图所示为逆变管的工作情况，图中阴影部分为各逆变管的导通时间，其余为关断状态。 图6-24 各逆变管的通断安排

37 逆变桥输出的线电压波形如图6-25所示，由图可见，各相之间的相位互差1200，它们的幅值都与直流电压Ud相等。
只要按照一定的规律来控制逆变管的导通与截止，就可以把直流电逆变成三相交流电。改变逆变管导通和关断时间，即可得到不同的输出频率。 利用脉冲宽度调制逆变器可实现变频也变压。 300 u AB 60 BC CA 120 180 240 360 t w 图6-25 三相逆变桥的输出电压

38 2.PWM直流变交流 PWM调速原理 图6-26 PWM调速系统原理图

39 如图所示，因电压的平均值和占空比成正比，所以在调节频率时，改变输出电压脉冲的占空比，就能同时实现变频和变压。与图6-27a相比，图6-27b所示电压周期增大（频率降低），而占空比减小，故平均电压降低。
图6-27 脉宽调制的输出电压

40 采用PWM方法控制逆变管的通、断时，可获得一组幅值相等、宽度相同的矩形脉冲，改变矩形脉冲的宽度可控制其输出电压，改变调制周期可控制其输出频率，同时实现变压和变频。
因输出电压波形为矩形波，具有许多高次谐波成分。对电机来说，有用的是电压的基波。为了减少谐波影响，提高电机的运行性能，应采用对称的三相正弦波电源为三相交流电机供电。 正弦波脉宽调制型逆变器（SPWM）的输出端可获一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形，来近似等效于正弦电压波。 3. SPWM SPWM脉宽调制波形，当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲的间隔则最小。反之，当正弦值较小时，脉冲的宽度也小，而脉冲的间隔则较大，这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大大减少。

41 下面介绍用正弦波（调制波）控制，三角波（载波）调制的采用模拟电路元件实现SPWM（正弦波脉宽调制）控制的变频器的工作原理。
如图6-28所示，首先由模拟元件构成的三角波和正弦波发生器分别产生三角波信号VT和正弦波信号VS，然后送入电压比较器A，产生SPWM调制的矩形脉冲。 V T U d S + _ A 图6-28电路原理图

42 图6-29 脉宽调制波的形成 u 2 3 1 4 5 14 13 a) uA -Ud/2 + Ud/2 b) 图6-29a所示的数字位置为这二种波形交点，决定了逆变器某相元件的通断时间（在此为A相），即V1和V4的通断，决定了SPWM脉冲系列的宽度和脉冲间的间隔宽度。当正弦波高于三角波时，开关器件V1导通、V4关断，使负载上得到的相电压为uA=＋Ud/2；当正弦波低于三角波时，开关器件V1关断、V4导通，负载上的相电压为uA=－Ud/2；调制波和载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲系列，调制出脉宽波形如图6-29b。由相电压合成为线电压时，如uAB=uA-uB，可得逆变器输出线电压脉冲系列，其脉冲幅值为＋Ud和－Ud。

43 改变调制波的频率时，输出电压基波的频率也随之改变；增加调制波的幅值时，各段脉冲的宽度都将变宽，从而使输出电压基波的幅值也相应变大。
如果用这样的矩形脉冲作为逆变管的控制信号，则在逆变器输出端可以获得一组类似的矩形脉冲，其幅值就是直流侧的整流电压Ud，其宽度是按正弦规律变化的。 采用模拟电路调制的优点是完成VT与VS信号的比较和确定脉冲宽度所用的时间短，几乎是瞬间完成的。然而，这种方法的缺点是所需要硬件较多，而且不够灵活，改变参数和调试比较麻烦。

44 采用数字电路的SPWM逆变器，可采用以软件为基础的控制模式。优点是所需硬件少，灵活性好和智能性强。缺点是需要通过计算确定SPWM的脉冲宽度，有一定的延时和响应时间。然而，随着高速度、高精度多功能微处理器、微控制器和SPWM专用芯片的发展，采用微机控制的数字化SPWM技术已占当今PWM逆变器的主导地位。 微机控制的SPWM控制模式有多种，以规则取样法为例来介绍。微机是采用计算的办法寻找三角波VT与参考正弦波VS的交点从而确定SPWM脉冲宽度的。VT和VS的交点A1、B1能准确求得，从而确定脉冲宽度t′2，但计算工作量较大。为简化计算，可采用近似的求VT和VS交点的方法。通过两个三角波峰之间中线与VS的交点m作水平线与两个三角波分别交于A和B点，由交点A和B确定的SPWM脉宽为t2，显然，t2与t′2数值相近。

45 规则取样法就是用VT和VS近似交点A和B代替实际的交点A1和B1，用以确定SPWM脉冲信号的。这种方法虽然有一定的误差，但却大大减少了计算工作量。由图6-30可很容易地导出规则取样法的计算公式。设三角波和正弦波的周期分别为TT和TS，幅值分别为UT和US。t1为在TT时间内，在脉冲发生以前（即A点以前）的间歇时间，t2为AB之间的脉宽时间，t3为在TT以内B点以后的间隙时间。显然TT=t1+t2+t3，t1、t3及t2可由下式计算 图6-30 规则取样SPWM调制模式

46 **** 电机综述 永磁式 并励 整流子，电刷 绕线励磁式 （电磁铁） 串励 永磁式 复励 直流 无刷 无整流子，电刷 电子电路切换 永磁
步进 磁阻 直线 混合 永磁式 同步 绕线式 电动机 交流 磁阻式 鼠笼式 异步感应 绕线式 交流整流子式 超声波 混合 其它 伺服 步进 控制 力矩 电动机 功率 开关磁阻 信号 无刷直流