數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)和常用驅(qū)動(dòng)元件-文庫吧
2024-12-22 01:55 本頁面
【正文】 脈沖個(gè)數(shù) 轉(zhuǎn)速 ∝ 脈沖頻率 轉(zhuǎn)向與分配脈沖的相序有關(guān) 分類 按轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的工作原理分： 反應(yīng)式 和 勵(lì)磁式 按輸出力矩大小分： 伺服步進(jìn)電機(jī)和 功率步進(jìn)電機(jī) 按勵(lì)磁組數(shù)分： 三相 、四相、五相、六相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 —— 以 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例 由定子、定子繞組和轉(zhuǎn)子組成 。圖 45 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1— 定子 2— 繞組 3— 轉(zhuǎn)子工作方式：? 三相單三拍? 三相雙三拍? 三相單雙六拍 (1) 三相單三拍工作方式 ——通電順序 A→ B→ C→ A轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)通電順序 A→ C→ B→ A轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一拍 —— 從一相通電換接到另一相通電三相激磁繞組依次單獨(dú)通電運(yùn)行為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上只有 4個(gè)齒 缺點(diǎn)： 易在切換瞬間失去自鎖轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生失步，或在平衡位置產(chǎn)生振蕩。(2) 三相雙三拍工作方式 在實(shí)際工作過程中多采用 雙三拍 工作方式，即定子繞組的通電順序?yàn)?ABBCCAAB… 或 ACCBBAAC… ，此時(shí)有兩對(duì)磁極同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子的兩對(duì)齒進(jìn)行吸引，每步仍然旋轉(zhuǎn) 30176。 由于在步進(jìn)電機(jī)工作過程中始終保持有一相定子繞組通電，所以工作比較平穩(wěn)。(3)三相單雙六拍工作方式 如果按 AABBBCCCAA… (逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) )或 AACCCBBBAA… (順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) )的順序通電，稱三相單雙六拍工作方式。 每步轉(zhuǎn)過 15176。， 步距角是三相三拍工作方式步距角的一半。 由于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中始終有一相定子繞組通電，運(yùn)轉(zhuǎn)也比較平穩(wěn)。 實(shí)際應(yīng)用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的齒數(shù)很多 ， 因?yàn)辇X數(shù)越多步距角越小，控制精度越高。通常的步距角是 3176。、 176?；?176。 為此，在定子磁極上也制成同樣大小的小齒。 但各極的齒依次與轉(zhuǎn)子的齒錯(cuò)開齒距的 1／ 3(三相三拍 )或 1/6(三相六拍 )。（ a） 電動(dòng)機(jī)的步距角結(jié)構(gòu) （ b） 展開后的齒距圖 48 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角結(jié)構(gòu)及展開后的齒距假定三相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子上有 40個(gè)小齒 每次定子繞組通電狀態(tài)改變時(shí)，轉(zhuǎn)子只轉(zhuǎn)過齒距的 1／ 3 (三相三拍 )或 1／ 6 (三相六拍 )即達(dá)到新的平衡位置。3．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) （ 1）轉(zhuǎn)子的角位移和轉(zhuǎn)速嚴(yán)格地與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比，改變通電順序可改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。 （ 2）維持控制繞組的電流不變，電動(dòng)機(jī)便停在某一位置上不動(dòng)，即不需要機(jī)械制動(dòng)。 （ 3）有一定的步距精度，沒有累積誤差。 （ 4）缺點(diǎn)是效率低，拖 動(dòng)負(fù)載 的能力不大，最高 輸 入脈沖 頻 率一般不超 過 18kHz。 步進(jìn)電機(jī)的主要特性 (1)步距角 α及其步距誤差 指每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子應(yīng)轉(zhuǎn)過角度的理論值。它取決于電機(jī)結(jié)構(gòu)和控制方式。 式中 m—— 定子相數(shù)； z—— 轉(zhuǎn)子齒數(shù)； k—— 通電系數(shù)， 若連續(xù)兩次通電相數(shù)相同為 1， 若不同則為 2。 數(shù)控機(jī)床所采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角一般都很小，通常為 3176。、 1． 5176。或 0． 75176。等。 步距角越小，控制精度越高。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一轉(zhuǎn)內(nèi)各實(shí)際步距角與理論步距角之間存在誤差，誤差的最大值定為 步距誤差 。它的大小受制造精度、齒槽分布的不均勻和氣隙不均勻等因素影響，通常在 10′左右。 (2)靜態(tài)矩角特性和最大靜轉(zhuǎn)矩 當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單相通直流電時(shí)，轉(zhuǎn)子處于靜態(tài)。如果在電機(jī)軸上施加一個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子會(huì)在載荷方向上轉(zhuǎn)過一個(gè)角度 θ， 轉(zhuǎn)子因而受到一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩 T的作用與負(fù)載平衡。 靜態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩失調(diào)角靜態(tài)矩角特性 —— T隨 θ的變化曲線。 當(dāng)外加轉(zhuǎn)矩取消后，轉(zhuǎn)子在 T作用下，仍能回到穩(wěn)定平衡點(diǎn) θ＝ 0。衡量承載能力轉(zhuǎn)子定子(3)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tq和啟動(dòng)頻率 fq 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)距 Tq負(fù)載力矩 Tq啟動(dòng)頻率 fq空載時(shí)，步進(jìn)電機(jī)由靜止突然啟動(dòng)并進(jìn)入不丟步的正常運(yùn)行所允許的最高頻率。 空載啟動(dòng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)定子繞組通電狀態(tài)變化的頻率必須小于啟動(dòng)頻率，才能正常啟動(dòng)。TT（ 4）連續(xù)運(yùn)行頻率 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后，其運(yùn)行速度能跟蹤指令脈沖頻率連續(xù)上升而不丟步的最高工作頻率。 連續(xù)
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