【正文】 由平滑作用，波形系數(shù)接近于 1。它是由 驅動電壓脈沖寬度 決定的。 ④ 電樞電感儲能維持電流反向： 在 T ～ t3區(qū)段時，驅動脈沖極性改變， T2 、 T3截止，因 電樞電感維持電流， id= id4，由 D4→ D1。 接著再變到 電動狀態(tài)、續(xù)流 維持電動狀態(tài) 反復進行，如上面左圖。 負載較重時：① 電動狀態(tài)： 當 0≤t ≤ t1時， Ub Ub4為正， T1 和 T4 導通； Ub Ub3 為負 ， T2和 T3截止。分別加到 T1 、 TT3 、 T4的基極。 脈寬的變化使電機電樞的直流電壓隨著變化。 區(qū)別 ： 與晶閘管調速系統(tǒng)比較，速度調節(jié)器和電流調節(jié) 器原理一樣。 ③ 電網(wǎng)波動： 電流調節(jié)器通過電流反饋信號還起快速的維持和調節(jié)電流 作用，如電網(wǎng)電壓突然短時下降，整流輸出電壓也隨之降低，在電機 轉速由于慣性還未變化之前，首先引起主回路電流的減小，立即使電 流調節(jié)器的輸出增加，觸發(fā)脈沖前移，使整流器輸出電壓恢復到原來 值，從而抑制了主回路電流的變化。 造成功率因數(shù)不高的主要原因是感性負載，如異步電機、工頻爐、日光燈的功率因數(shù)都不高；提高功率因數(shù)的辦法是在感性負載上并聯(lián)電容。 功率 (平均 ) P =UIcos φ交流電阻電感電路：純電感電路電流落后電壓 相位 φ=90186。① 速度調節(jié)器：比例積分 PI，高放大（相當 C短路） —緩放大 —增放大 —穩(wěn)定（相當 C 開路）無靜差。主回路波形圖圖 可控硅調速系統(tǒng) 主主 回路 波形圖3/9/20233）控制回路分析觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的過程：改變觸發(fā)角，即改變控制角U1U2R1R2R3 C+同步信號過零信號由速度 F變換來的電流調節(jié)器輸出的直流信號 ,1 2 3圖 可控硅調速系統(tǒng) 控制 回路及 波形圖窄脈沖 ： 即移相觸發(fā)脈沖同步信號方波信號矩齒波矩齒波與直流電壓疊加 信號尖脈沖直流電壓（ 可控硅導通時間），可調速。1 32 460176。 4 6 2 7 9 111 3 5 8 12 10ABCMⅠ ⅡUMUDKMKM+圖 可控硅調速系統(tǒng) 主主 回路3/9/2023原理：e)u ac b c a ba)b)c)d)1 3 5 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ωtub2 4 6b c aωtωtωtωt1 1 3 3 5 5 1 1 3 3 6 2 2 4 4 6 6 2 2 4 1 3 52 4 6120176。 為保證合閘后兩個串聯(lián)可控硅能同時導通 ， 或已截止的相再次導通 ， 采用雙脈沖控制。 5在正半周導通， 6在負半周導通。速度調節(jié)器電流調節(jié)器觸發(fā)脈沖發(fā)生器可控硅整流器電流反饋速度反饋電流檢測編碼器 電機UR+ Uf IfIR+E1ES3/9/20232）主回路 工作原理組成 ： 由大功率晶閘 管構成的三相全控橋式（三相全波）反并接可逆電路， 分成二大部分（ Ⅰ 和 Ⅱ ），每部分內(nèi)按三相橋式連接，二組反并接， 分別實現(xiàn)正轉 和反轉。 電流環(huán)：電流調節(jié) (P或 PI)。屬于恒功率調速。速度控制： 主要是調速，調速有機械 、 液壓和電氣方法，電氣調 速最有利于實現(xiàn)自動化。不但有速度控制， 還有位置控制。（ 1）永磁交流同步伺服電機的發(fā)展 ① 新永磁材料的應用 釹鐵硼 ② 永久磁鐵的結構改革 內(nèi)裝永磁交流同步伺服電機 ③ 與機床部件一體化的電機 空心軸永磁交流同步伺服電機（ 2）交流主軸伺服電機的發(fā)展 ① 輸出轉換型交流主軸電機 三角 星形切換，繞組數(shù)切換或二者組合切換。8000 10000 12023轉矩極限圖 6﹒ 9負載 工作周期曲線M/（ Ncm） 電磁轉矩由下式表示 : （ ） KT — 轉矩常數(shù)； Φ — 磁場磁通； Ia — 電樞電流； TM — 電磁 轉矩。 直流伺服電機及工作特性 3/9/2023 1．直流伺服電機的結構極靴機殼 瓦狀永磁材料（定子）電樞（轉子）換向極主磁極定子轉子線圈圖 圖 3/9/2023⑴ 靜態(tài)特性 （ 2）主軸伺服系統(tǒng) 只是一個速度控制系統(tǒng)。 2）交流伺服系統(tǒng) 交流感應異步伺服電機（一般用于主軸伺服系 統(tǒng)） 和永磁同步伺服電機（一般用于進給伺服系統(tǒng)）。（ 2）電氣伺服系統(tǒng) 伺服電機（ 步進電機 、直流電機和交流電機） 優(yōu)點：操作維護方便，可靠性高。3/9/20232． 按使用的執(zhí)行元件分類 （ 1）電液伺服系統(tǒng) 電液脈沖馬達和電液伺服馬達。位置控制調節(jié)器速度控制調節(jié)與驅動檢測與反饋單元位置控制單元 速度控制單元++ 電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋3/9/2023 伺服系統(tǒng)的分類 w 從理論上講，可以消除整個驅動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動量。因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好。一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床。 對伺服系統(tǒng)的基本要求 3/9/2023 1．按調節(jié)理論分類（ 1）開環(huán)伺服系統(tǒng) （ 2）閉環(huán)伺服系統(tǒng) （ 3）半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)的分類指令驅動電路 步進電機 工作臺脈沖伺服電機速度檢測速度控制位置控制 位置檢測伺服電機速度控制位置控制工作臺脈沖編碼器指令3/9/2023 伺服系統(tǒng)的分類n 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)w沒有位置測量裝置，信號流是單向的（數(shù)控裝置→ 進給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。在高速時為恒功率控制，具有足夠大 的輸出功率。3． 快速響應 快速響應是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質的重要指標，它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度。3/9/20231． 精度高 伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復現(xiàn)輸入量的精確程 度。3/9/2023 伺服系統(tǒng)的組成 組成： 伺服電機 驅動信號控制轉換電路 電子電力驅動放大模塊 位置調節(jié)單元 速度調節(jié)單元 電流調節(jié)單元 檢測裝置一般閉環(huán)系統(tǒng)為三環(huán)結構 ：位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。 該系統(tǒng)包括了大量的電力電子器件，結構復雜，綜合性強 。第第 6 章章 數(shù)控伺服系統(tǒng)3/9/2023 概 述 伺服系統(tǒng)是指以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)又稱為位置隨動系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、伺服機構或伺服單元。它忠實地執(zhí)行由 CNC裝置發(fā)來的運動命令，精確控制執(zhí)行部件的運動方向，進給速度與位移量。 嚴格來說：位置控制包括位置、速度和電流控制；速度控制包括速度和電流控制。直接 影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。5． 低速大轉矩 進給坐標的伺服控制屬于恒轉矩控制，在整個速度 范圍內(nèi)都要保持這個轉矩；主軸坐標的伺服控制在低速時為恒轉 矩控制，能提供較大轉矩。（ 4）能承受頻繁的起動、制動和正反轉。n 這類系統(tǒng)具有結構簡單、工作穩(wěn)定、調試方便、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點，在精度和速度要求不高、驅動力矩不大的場合得到廣泛應用。w 由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運動誤差難以消除。3/9/2023 伺服系統(tǒng)的分類 n 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)w 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖的虛線所示，直接對運動部件的實際位置進行檢測。w 該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。噪聲、漏油。缺點：有電刷，速度不高。 伺服系統(tǒng)的分類 3/9/20233．按被控對象分類 （ 1）進給伺服系統(tǒng) 指一般概念的位置伺服系統(tǒng)，包 括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。 數(shù)控機床中常用的伺服電機 ： 直流伺服電機（調速性能良好） 交流伺服電機（主要使用的電機） 步進電機（適于輕載、負荷變動不大） 直線電機（高速、高精度） 3/9/2023 常用的直流電動機有：永磁式直流電機（有槽、無槽、杯型、 印刷繞組） 勵磁式直流電機 混合式直流電機 無刷直流電機 直流力矩電機 直流進給伺服系統(tǒng)： 永磁式直流電機類型中的 有槽電樞永磁直 流電機（普通型） ； 直流主軸伺服系統(tǒng)： 勵磁式直流電機類型中的 他激直流電機 。 根據(jù)以上各式可以求得： （ ） 2 一般 直流電機的工作特性 3/9/2023 2一般 直流電機的工作特性 3/9/2023 (1) 永磁直流伺服電機的性能特點 1) 低轉速大慣量 2) 轉矩大 3) 起動力矩大 4) 調 速泛 圍 大，低速運行平穩(wěn)，力矩波動小 (2) 永磁直流伺服電機性能用特性曲線和數(shù)據(jù)表描述 1