【正文】 6。180176。1同步電路 2移向控制電路3脈沖分配器② 電流調(diào)節(jié)器 :同上，加快電流的反應(yīng)。其中 cos φ稱為功率因數(shù) 。3/9/2023（ 2） 晶體管脈寬調(diào)制（ PWM）調(diào)速系統(tǒng)1）系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)? 速度調(diào)節(jié)器 ? 電流調(diào)節(jié)器 脈寬調(diào)節(jié)振蕩器脈寬調(diào)節(jié)MG電流反饋U～usrus f整流功放3/9/2023① 主回路 ： 大功率晶體管開關(guān)放大器； 功率整流器。H型： 又分為雙極式、單極式和受限單極式三種。② 續(xù)流維持電動(dòng)狀態(tài)： 在 t1 ≤t ≤ T時(shí)， Ub Ub4為負(fù) ， T1 和 T4截止； Ub Ub3 變正，但 T2和 T3并不能立即導(dǎo)通，因?yàn)樵?電樞電感儲(chǔ)能的 作用下 ， 電樞電流 id= id2，由 D2→ D3續(xù)流，在 D D3 上的壓降使 T2 、 T3的 ce極承受反壓不能導(dǎo)通。 當(dāng) 正 脈沖較寬時(shí)，既 t1 T/2， 平均電壓為正，電機(jī)正轉(zhuǎn)； 當(dāng) 正 脈沖較窄時(shí)，既 t1 T/2 ， 平均電壓為負(fù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)； 如果正、負(fù) 脈沖寬度相等， t1=T/2 ， 平均電壓為零，電機(jī)停轉(zhuǎn)。 PWM 系統(tǒng)的直流電源為不受控的整流輸出，功率因數(shù)高。速度比較調(diào)節(jié) 電流比較調(diào)節(jié) 移相觸發(fā)脈沖及 方向控制可控硅整流器電機(jī)激磁電壓反饋電流調(diào)解電壓相位變換脈沖發(fā)生器方向控制 整流器~~激磁電流設(shè)定速度指令速度反饋電流反饋調(diào)壓控制部分調(diào)磁控制部分ⅹ電流反饋3/9/2023組成： 調(diào)壓部分 — 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速。 當(dāng)電樞端電壓達(dá)到額定值時(shí)，可以調(diào)磁， 使電機(jī)轉(zhuǎn)速在高速段調(diào)整。調(diào)制方法很多，目前用得最多的是正弦脈寬調(diào)制。uωtωtuOOa)b) ① 等效原理 ：把 正弦分成 n 等分，每一區(qū)間的面積用與其相等的等幅不等寬的矩形面積代替。在電機(jī)調(diào)速時(shí)，希望保持每極磁通為額定值。以不能單獨(dú)調(diào)頻。使電網(wǎng)功率因數(shù)提高；，動(dòng)態(tài)相應(yīng)不受中間環(huán)節(jié)影響； 。 功率開關(guān)器件還可采用：可關(guān)斷晶閘管 GTO、功率場效應(yīng)晶 體管 MOSFET、絕緣門極晶體管 IGBT等。 目前對(duì)于中小功率電機(jī)，用得最多的是電壓型交 –直 –交變頻器。調(diào)磁部分的電壓反饋的作用： 它激直流主軸電機(jī)，調(diào)壓、調(diào)磁是分開獨(dú)立工作的。 ⑸ 準(zhǔn)停、同步、恒線速度控制功能。② 電流脈動(dòng)小 : 由于 PWM調(diào)制頻率高，電機(jī)負(fù)載成感性對(duì)電流脈動(dòng) 由平滑作用，波形系數(shù)接近于 1。 ④ 電樞電感儲(chǔ)能維持電流反向： 在 T ～ t3區(qū)段時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖極性改變， T2 、 T3截止，因 電樞電感維持電流， id= id4，由 D4→ D1。 負(fù)載較重時(shí)：① 電動(dòng)狀態(tài)： 當(dāng) 0≤t ≤ t1時(shí)， Ub Ub4為正， T1 和 T4 導(dǎo)通； Ub Ub3 為負(fù) ， T2和 T3截止。 脈寬的變化使電機(jī)電樞的直流電壓隨著變化。 ③ 電網(wǎng)波動(dòng)： 電流調(diào)節(jié)器通過電流反饋信號(hào)還起快速的維持和調(diào)節(jié)電流 作用，如電網(wǎng)電壓突然短時(shí)下降，整流輸出電壓也隨之降低，在電機(jī) 轉(zhuǎn)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(diào)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(fù)到原來 值，從而抑制了主回路電流的變化。 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。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(hào)過零信號(hào)由速度 F變換來的電流調(diào)節(jié)器輸出的直流信號(hào) ,1 2 3窄脈沖 ： 即移相觸發(fā)脈沖同步信號(hào)方波信號(hào)矩齒波矩齒波與直流電壓疊加 信號(hào)尖脈沖直流電壓（ 可控硅導(dǎo)通時(shí)間），可調(diào)速。 4 6 2 7 9 111 3 5 8 12 10ABCMⅠ ⅡUMUDKMKM+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。 5在正半周導(dǎo)通， 6在負(fù)半周導(dǎo)通。 電流環(huán)：電流調(diào)節(jié) (P或 PI)。速度控制： 主要是調(diào)速，調(diào)速有機(jī)械 、 液壓和電氣方法，電氣調(diào) 速最有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（ 1）永磁交流同步伺服電機(jī)的發(fā)展 ① 新永磁材料的應(yīng)用 釹鐵硼 ② 永久磁鐵的結(jié)構(gòu)改革 內(nèi)裝永磁交流同步伺服電機(jī) ③ 與機(jī)床部件一體化的電機(jī) 空心軸永磁交流同步伺服電機(jī)（ 2）交流主軸伺服電機(jī)的發(fā)展 ① 輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電機(jī) 三角 星形切換，繞組數(shù)切換或二者組合切換。8000 10000 電磁轉(zhuǎn)矩由下式表示 : （ ） KT — 轉(zhuǎn)矩常數(shù)； Φ — 磁場磁通； Ia — 電樞電流； TM — 電磁 轉(zhuǎn)矩。 直流伺服電機(jī)及工作特性 3/9/2023 1．直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)極靴機(jī)殼 瓦狀永磁材料（定子）電樞（轉(zhuǎn)子）換向極主磁極定子轉(zhuǎn)子線圈圖 圖 3/9/2023⑴ 靜態(tài)特性 2）交流伺服系統(tǒng) 交流感應(yīng)異步伺服電機(jī)（一般用于主軸伺服系 統(tǒng)） 和永磁同步伺服電機(jī)（一般用于進(jìn)給伺服系統(tǒng)）。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(dá)和電液伺服馬達(dá)。因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好。 對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求 3/9/2023 1．按調(diào)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(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī) 工作臺(tái)脈沖伺服電機(jī)速度檢測速度控制位置控制 位置檢測伺服電機(jī)速度控制位置控制工作臺(tái)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(hào)流是單向的（數(shù)控裝置→ 進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。3． 快速響應(yīng) 快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的重要指標(biāo)，它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度。3/9/2023 伺服系統(tǒng)的組成 組成： 伺服電機(jī) 驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制轉(zhuǎn)換電路 電子電力驅(qū)動(dòng)放大模塊 位置調(diào)節(jié)單元 速度調(diào)節(jié)單元 電流調(diào)節(jié)單元 檢測裝置一般閉環(huán)系統(tǒng)為三環(huán)結(jié)構(gòu) ：位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。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(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它忠實(shí)地執(zhí)行由 CNC裝置發(fā)來的運(yùn)動(dòng)命令，精確控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)給速度與位移量。直接 影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。（ 4）能承受頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)和正反轉(zhuǎn)。w 由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差難以消除。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(jī)床等。缺點(diǎn)：有電刷，速度不高。 數(shù)控機(jī)床中常用的伺服電機(jī) ： 直流伺服電機(jī)（調(diào)速性能良好） 交流伺服電機(jī)（主要使用的電機(jī)） 步進(jìn)電機(jī)（適于輕載、負(fù)荷變動(dòng)不大） 直線電機(jī)