數(shù)控伺服系統(tǒng)詳細(xì)論述-免費(fèi)閱讀
【正文】 磁通過強(qiáng)磁通過強(qiáng) — 使鐵心飽和，產(chǎn)生過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)因繞使鐵心飽和，產(chǎn)生過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)因繞 組過熱燒毀電機(jī)。方波發(fā)生器（帶正反饋比較 又有 RC積分）三角波發(fā)生器（積分器）三角波與基準(zhǔn)正弦波疊加（比較器）SPWM 調(diào)制波基準(zhǔn)正弦波(由速度指令轉(zhuǎn)化過來的 )VD1調(diào)制波載波u utu1:ut u1u0O OOt ttRFRR1R2R3R4R5R6R7VD2VD3VD4C 1C 2U0 (ua、 ub、 uc )tO+++tut:3/9/2023uAB50Hz SPWMD1 D2 D3D4 D5 D6D7 D8 D9D10 D11 D12T1 T2 T3T4 T5 T6uauaububucucu1 u2 u3utu1utuduaω1tω1tω1tω1tω1tω1tuA0uB0uC0逆變器輸出A相等效正弦脈寬電壓波逆變器輸出B相等效正弦脈寬電壓波逆變器輸出C相等效正弦脈寬電壓波逆變器輸出線電壓等效正弦脈寬電壓波u1:由 F轉(zhuǎn)換來的ut改變調(diào)制波的頻率、幅值，就可改變最終輸出 ：變頻變壓的交流電壓主回路：左半部：整流器右半部：逆變器3/9/2023：速度環(huán)、電流環(huán) SPW 電路、功放電路 檢測反饋電路 校正補(bǔ)償 乘法器 SPWM功率放大速度反饋信號(hào)轉(zhuǎn)子位置檢測電路電流信號(hào)處理電路傳感器信號(hào)處理電路 傳感器MS3~電流比較速度比較 電流傳感++U(t)3/9/2023 電路原理SPWM 的控制方法：⑴ 模擬控制 原始的控制方法；⑵ 數(shù)字控制① 微機(jī)存儲(chǔ)事先算好的 SPWM 數(shù)據(jù)表格，由指令調(diào)出，或通過軟 件實(shí)時(shí)生成。 為逆變器的供電。電壓型先將電網(wǎng)的交流 電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷鳎俳?jīng)逆變器變?yōu)轭l率和電壓都可變的交 流電壓。包括 速度環(huán)、電流環(huán)、可控硅整流主回路等。 ⑵ 良好的加、減速及換向功能。⑦ 雙極性 ：由以上分析表明：可逆 H型雙極式 PWM開關(guān)功率放大器，無論負(fù)載是重還是輕、電機(jī)是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，加在電樞上的電壓極性在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，都在US和 –US之間變換一次，故稱為雙極性。 負(fù)載較輕時(shí)： ③ 反接制動(dòng)狀態(tài)，電流反向： ② 狀態(tài)中，在負(fù)載較輕時(shí)，則 id小， 續(xù)流 電流很快衰減到零，即 t =t2 時(shí) （見 上面右圖 ）， id=0。Ub3Ub4Ub1Ub2USA BD1D2D3D4MT1T2 T4T3tUS USUdUABO tUb1Ub 4Ub2Ub3OOttt1 Tidid1 id2 id1 id2OOOOOt1t3 Tt2 t3 t1Ub Ub 4Ub Ub 3UdUABidttttid1 id1id4id2id3 id4id23/9/2023工作原理： T1 和 T4 同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，其基極驅(qū)動(dòng)電壓 Ub1= Ub4。不同的是脈寬調(diào)制器和功率放大器。3/9/2023 [總結(jié) ] 速度控制的原理 ： ① 調(diào)速： 當(dāng)給定的指令信號(hào)增大時(shí)，則有較大的偏差信號(hào)加到調(diào)節(jié)器的 輸入端，產(chǎn)生前移的觸發(fā)脈沖，可控硅整流器輸出直流電壓提高，電 機(jī)轉(zhuǎn)速上升。3/9/2023運(yùn)算放大器的類型⑴ 反向比例放大器 ⑵ 反向比例加法運(yùn)算放大器 ⑶ 同向比例放大器 ⑷ 積分運(yùn)算放大器⑸ 比例積分運(yùn)算放大器： ⑹ 比較器R3 R3U1U2R1R2R3+U1R1 U2R2C+U1U2R1R2R3 C+U1U2R1R2 +U3U2R4R2+U1R1U1U2R2R1 +U2二個(gè)輸入端的內(nèi)阻非常大，不向運(yùn)放內(nèi)流電流，放大倍數(shù)非常大。60176。既每個(gè)觸發(fā)脈沖在導(dǎo)通 60186。 原理 ： 三相整流器，由二個(gè)半波整流電路組成。 ◆ 晶閘管（可控硅） 調(diào)速系統(tǒng) ◆ 晶體管脈寬調(diào)制（ PWM ） 調(diào)速系統(tǒng)（ ）（ ）3/9/2023(1) 晶閘管調(diào)速系統(tǒng)1）系統(tǒng)的組成 包括 控制回路 ：速度環(huán)、電流環(huán)、觸發(fā)脈沖發(fā)生器等。在整個(gè)速度范圍內(nèi)，保持恒轉(zhuǎn)矩。Ⅰ 區(qū)為連續(xù)工作區(qū)； Ⅱ 區(qū)為斷續(xù)工作區(qū)，由負(fù)載 工作周期曲線決定工作時(shí)間； Ⅲ 區(qū)為瞬時(shí)加減速 區(qū)3/9/2023 4．主軸直流伺服電機(jī)的工作原理和特性 O nj nmax nP,T 1 2圖 直流主軸電機(jī)特性曲線 1轉(zhuǎn)矩特性曲線 2功率特性曲線3/9/2023直流伺服電機(jī)的缺點(diǎn)： ◆ 它的電刷和換向器易磨損； ◆ 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制，應(yīng)用環(huán)境的限制； ◆ 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高。Ⅱ 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零時(shí)： 理想空載轉(zhuǎn)速 （ ） 當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)： 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ( ） 當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)某一負(fù)載 TL時(shí) 電機(jī)轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速的差 （ ） 2一般 直流電機(jī)的工作特性 ωO△ ω C 軸控制功能。 1）直流伺服系統(tǒng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用大慣量寬調(diào)速永磁直流伺 服電機(jī)和中小慣量直流伺服電機(jī)；主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用他激直流伺 服電機(jī)。具有很高的位置控制精度。3/9/2023 伺服系統(tǒng)的分類n 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)w 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置 (常用伺服電機(jī) )或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。 對伺服系統(tǒng)的基本要求 3/9/2023對伺服電機(jī)的要求：（ 1）調(diào)運(yùn)范圍寬且有良好的穩(wěn)定性，低速時(shí)的速度平穩(wěn)性（ 2） 電機(jī)應(yīng)具有大的、較長時(shí)間的過載能力，以滿足低速 大轉(zhuǎn)矩的要求。包括定位精度和輪廓加工精度。3/9/2023 概 述 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置 (計(jì)算機(jī) )和機(jī)床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。電力電子驅(qū)動(dòng)裝置由 驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路 和 功率放大器 組成。 0～ 24m / min。n 一般以功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。w 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代 CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。 缺點(diǎn)：液壓系統(tǒng)需要供油系統(tǒng)，體積大。動(dòng) 態(tài)響 應(yīng)好、轉(zhuǎn)速高和容量大。 電樞反電勢與轉(zhuǎn)速之間有以下關(guān)系： （ ） Ke─ 電勢常數(shù)； ω ─ 電機(jī)轉(zhuǎn)速（角速度）。 3) 數(shù)據(jù)表： N、 T、 時(shí)間常數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等等。Ⅲ分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 觸發(fā)脈沖發(fā)生器：產(chǎn)生移相脈沖，使可控硅觸發(fā)角前移或后移。每相內(nèi)二個(gè)觸發(fā)脈沖相差 18018
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