5感應(yīng)同步器(完整版)
【正文】 和定尺的相對位置 。 t??22x?t?t?? xx ??22tVV ms ?s in?tKVKVV ms ??? s i nc o sc o s2 ?? 若設(shè)定尺繞組節(jié)距為 2τ，它對應(yīng)的感應(yīng)電壓以余弦函數(shù)變化了，當(dāng)滑尺移動距離為時，則對應(yīng)感應(yīng)電壓以余弦函數(shù)變化相位角。例如定尺感應(yīng)輸出電壓與滑尺勵磁電壓之間的相位差為 ，當(dāng)節(jié)距的情況下，表明滑尺移動了 。上述兩個分頻器均為 1/N分頻，即當(dāng)輸入 N個計數(shù)脈沖后產(chǎn)生一個溢出脈沖。此時因工作臺未動，反饋信號相對于基準(zhǔn)信號的相位差 Δθ2=θ2θ0=0（ θ2為定尺繞組上作為反饋信號所取的感應(yīng)電壓U2的相位）。如果相位差不為零，說明工作臺實際移動的距離不等于指令信號要求工作臺移動的距離，鑒相器檢測出的相位差，經(jīng)放大后，送入速度控制單元，驅(qū)動電機(jī)帶動工作臺向減少誤差的方向移動。設(shè)初始位置時， α = θ ， U2＝ 0，當(dāng)滑尺相對定尺移動后，隨著 θ不斷增加， α ≠θ ， U2 ≠ 0 。 測量元件 sin/cos發(fā)生器 解調(diào)線路 V/F轉(zhuǎn)換器 圖 523 測量元件及信號處理電路 圖 523,表明測量及信號處理線路是如何將工作臺的機(jī)械位移檢測出來并轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號。 若輸出的新的幅值信號 ? 1. 結(jié)構(gòu)如圖所示 ? 旋轉(zhuǎn)變壓器一般做 ? 成兩極電機(jī)的形式。 一、旋轉(zhuǎn)變壓器 ? 3. 測量方式 ? 當(dāng)定子繞組中分別通以幅值和頻率相同、相位相差為 90176。一個轉(zhuǎn)子繞組接高阻抗作為補(bǔ)償，另一個轉(zhuǎn)子繞組作為輸出，應(yīng)用疊加原理，其磁通為 圖 515 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理 Us 定子 Uc 轉(zhuǎn)子 θ tUUtUUmcms??c o ssi n??應(yīng)用 兩種典型工作方式，鑒相式和鑒幅式。 雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器是將兩種不同極對數(shù)的旋轉(zhuǎn)變壓器合為一體的組合電機(jī)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周中，副端輸出周期數(shù)不同的兩種正旋波電壓信號，構(gòu)成粗、精雙通道系統(tǒng)。由于旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子和被測軸連接在一起，所以，被測軸的角位移就知道了 。 ?式中： 在實際應(yīng)用中，需要采用雙磁頭結(jié)構(gòu)來辨別移動的方向 ? ? (1)鑒幅測量方式 ? 如前所述，磁頭有兩組信號輸出，將高頻載波濾掉后則得到相位差為 π/2的兩組信號 ? 兩組磁頭相對于磁尺每移動一個節(jié)距發(fā)出一個正（余）弦信號，經(jīng)信號處理后可進(jìn)行位置檢測。 三、磁柵位移傳感器 ?? xUU 2s in01 ??? xUU 2c o s02 ?? ? 將一組磁頭的勵磁信號移相 90176。 Umsinα , Umcosα 為定子兩繞組激磁信號的幅值 則轉(zhuǎn)子上的疊加電壓為 (53) tKVV m ??? s i n)co s (2 ??同理，如果轉(zhuǎn)子逆向轉(zhuǎn)動，可得 (54) 由式 (53)和 (54)可見，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓的幅值隨轉(zhuǎn)子的偏轉(zhuǎn)角而變化，測量出幅值即可求得轉(zhuǎn)角。 如圖 514所示，單極型旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子各有一對磁極，假設(shè)加到定子繞組的勵磁電壓為，則轉(zhuǎn)子通過電磁耦合，產(chǎn)生感應(yīng)電壓。 1 . 鑒相工作方式 給定子兩繞組分別通以幅值相同、頻率相同、相位差 900的交流勵磁電壓，即 )si n (si nc o sc o ssi n2??????????tKUtKUtKUUmmm 這兩個勵磁電壓在轉(zhuǎn)子繞組中都產(chǎn)生了感應(yīng)電壓，電壓的代數(shù)和： (52) )s in (2 ?? ?? tKUU m 由式 (52)和 (53)可見，轉(zhuǎn)子輸出電壓的相位角和轉(zhuǎn)子的偏轉(zhuǎn)角之間有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，這樣，只要檢測出轉(zhuǎn)子輸出電壓的相位角，就可知道轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。這樣使得在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)（一般為 177。 。此正弦信號經(jīng)濾波、放大、檢波、整流以后，變成方向與工作臺移動方向相對應(yīng)，幅值與工作臺位移成正比的直流電壓信號，這個過程稱解調(diào)，由解調(diào)線路也稱鑒幅器來完成。 ? ? tKUU m ??? s i ns i n2 ?＝式 58 圖 522 鑒幅式伺服系統(tǒng)原理框圖 比較器 數(shù)模轉(zhuǎn)換 放大環(huán)節(jié) 速度單元 工作臺 測量及信號處理電路 伺服電機(jī) 進(jìn)給指令 鑒幅式系統(tǒng)的工作原理：進(jìn)入比較器的信號有兩路，一路來自進(jìn)給脈沖，它代表了數(shù)控裝置要求機(jī)床工作臺移動的位移量。 tUUtUUmcms????si nc o ssi nsi n???????? s i ns i nco sco ss i ns i n2 tKUtKUU mm ??? ? tKU m ??? s i ns i n ?＝2. 鑒幅式系統(tǒng) 供給滑尺上正、余弦繞組的勵磁電壓的頻率相同、相位相同但幅值不同。隨著工作臺的移動， θ2逐漸增大，相位差 δ逐漸減少，直至 δ＝ 0。對應(yīng)無指令脈沖和有指令脈沖兩種情況，可用圖 520和圖 521兩個波形圖來描述 C0 C1 C2 C3 F 圖 57 無指令脈沖時序波形圖 圖 521所示，有一正向指令脈沖通過脈沖加減器，使得輸入到調(diào)相分頻通道的脈沖個數(shù)增加一個，結(jié)果該分頻器產(chǎn)生溢出脈沖的時刻提前產(chǎn)生。 應(yīng)用 放大 濾波 基準(zhǔn)信號發(fā)生器 脈沖調(diào)相器 鑒相器 放大器 激磁 供電
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