【正文】 1=30 若按三相六拍通電方式工作 ， 則步距角為 ?=360/3 4 2=15 步距角： 常見(jiàn)的步距角 , , ,10/20, 。定子鐵心由電工鋼片疊壓而成，定子繞組是繞置在定子鐵心 6個(gè)均勻分布的齒上的線(xiàn)圈，在直徑方向上相對(duì)的兩個(gè)齒上的線(xiàn)圈串聯(lián)在一起，構(gòu)成一相控制繞組。 (5)維護(hù)簡(jiǎn)便，使用安全，沒(méi)有防火、防爆問(wèn)題；適用于石油、化工、農(nóng)藥及礦山機(jī)械 的特殊要求。 選擇不同的開(kāi)關(guān)閉合，即可實(shí)現(xiàn)增益的變換。有時(shí)為了提高識(shí)別的可靠性，幾種接近傳感器可以復(fù)合使用。 一、接觸式位置傳感器 這類(lèi)傳感器用微動(dòng)開(kāi)關(guān)之類(lèi)的觸點(diǎn)器件便可構(gòu)成。在使用中， 為提高檢測(cè)靈敏度、盡量把它連接到電機(jī)軸上 ，有的電機(jī)本身就已安裝了測(cè)速機(jī)。由 于光電編碼器具有非接觸和體積小的特點(diǎn)，且分辨率很高，在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)已能產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)個(gè)脈沖，因此，它是目前應(yīng)用最為廣泛的一種編碼器。 光柵 光柵是一種新型的位移檢測(cè)元件，它的持 點(diǎn)是測(cè)量精確高、響應(yīng)速度快和量程范圍大等。 互感型： 差動(dòng)變壓器式 原理： 將被測(cè)位移轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈互感變化。這種渦流將產(chǎn)生交變磁通 ?1，根據(jù)楞次定律，渦流的交變磁場(chǎng)與線(xiàn)圈的磁場(chǎng)變化方向相反。 變換原理： 電磁感應(yīng)原理。 注意： 傳感器輸出特性是非線(xiàn)性的，規(guī)定在較小間隙變化范圍內(nèi)工作。 （ 2） 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副 工作原理基本與滾動(dòng)軸承相似，只是在滾道直徑和滾道截面形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與滾動(dòng)軸承有所不同。 2） 可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和支承預(yù)緊，無(wú)間隙傳動(dòng)精度高和結(jié)構(gòu)剛度好，易于消除正反轉(zhuǎn)傳動(dòng)誤差。如：鑄鐵 —鑄鐵、鑄鐵 —鋼導(dǎo)軌、有色金屬 —鋼導(dǎo)軌、塑料 —鋼導(dǎo)軌等。閉式結(jié)構(gòu)時(shí)，有輔助導(dǎo)向面，間隙由調(diào)整壓板保證。 非對(duì)稱(chēng)導(dǎo)軌 —— 主要用在載荷不對(duì)稱(chēng)的時(shí)候，通過(guò)調(diào)整不對(duì)稱(chēng)角度，使導(dǎo)軌左右面水平分力相互抵消，提高導(dǎo)軌剛度。 4） 具有合理的誤差自動(dòng)補(bǔ)償或調(diào)整裝置，在導(dǎo)軌長(zhǎng)期使用后（超過(guò)導(dǎo)軌規(guī)定的平均無(wú)故障工作時(shí)間 ——MTBF可靠性指標(biāo)），通過(guò)調(diào)整進(jìn)一步的保持導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。 靈活性 —— 指對(duì)系統(tǒng)控制指令的反映能力。 每一類(lèi)剛度都包括：結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度、局部剛度。 導(dǎo)軌和機(jī)架的結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度。 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)類(lèi)型。 （ 1）導(dǎo)軌副的種類(lèi) 按運(yùn)動(dòng)方式可分為：直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算或校核 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算或校的基本要求是不影響滾珠絲杠副的精度和變形附加載荷產(chǎn)生的摩擦阻力超過(guò)極限值。 單圓弧螺紋滾道的雙螺母絲杠副 ——主要用在傳遞輕載荷 、 對(duì)傳遞動(dòng)力的平穩(wěn)性和絲桿剛度要求比高 （ 預(yù)緊力較小 ） 的小型設(shè)備上 ?？啥空{(diào)整（），精度高、方便。 1） 按螺紋滾道截面形狀分類(lèi)： 分單圓弧型和雙圓弧型兩類(lèi)。 3） 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) ， 無(wú)爬行現(xiàn)象 ， 傳動(dòng)精度高 。圖中絲杠和螺母上都磨有圓弧形的螺旋槽，這兩個(gè)圓弧形的螺旋槽對(duì)合起來(lái)就形成螺旋線(xiàn)滾道，在滾道內(nèi)裝有滾珠。 圖730 斜 齒薄片齒輪軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整法調(diào)壓螺母寬齒輪薄片斜齒輪2薄片斜齒輪1軸向壓簧同步齒形帶傳動(dòng) 同步齒形帶傳動(dòng)，是一種新型的帶傳動(dòng)，如圖所示，它利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次相嚙合傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，因而兼有帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，即無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高，而且齒形帶的強(qiáng)度高，厚度小，重量輕，故可用于高速傳動(dòng)；齒型帶無(wú)需特別張緊，故作用在軸和軸承等上的載荷小，傳動(dòng)效率高，在數(shù)控機(jī)械上亦有應(yīng)用。 1. 圓柱齒輪傳動(dòng) (1) 雙片薄齒輪錯(cuò)齒法 圖 7 28 圓 柱薄片齒輪可調(diào)拉簧錯(cuò)齒調(diào)整法 2 齒輪 3 、8 凸耳 4 彈簧 5 、6 螺母 7螺 釘3 54 6 72138(2) 偏心軸套調(diào)整法 電機(jī) 1是通過(guò)偏心軸套 2裝到殼體上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸套的轉(zhuǎn)角，就能夠方便地調(diào)整兩嚙合齒輪的中心距，從而消除了圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時(shí)的齒側(cè)隙。同時(shí)，使電氣驅(qū)動(dòng)部件諧振頻率降低，阻尼增大。 組合法就是選用各種標(biāo)準(zhǔn)功能模塊組合設(shè)計(jì)成機(jī)電一體化系統(tǒng) 。 4 自動(dòng)控制技術(shù) 自動(dòng)控制所依據(jù)的理論是 自動(dòng)控制原理 （包括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論），自動(dòng)控制技術(shù)就是在此理論的指導(dǎo)下對(duì)具體控制裝置或控制系統(tǒng)進(jìn)行 設(shè)計(jì) ；設(shè)計(jì)后進(jìn)行系統(tǒng) 仿真 ， 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 ；最后使 研制 的系統(tǒng)可靠地投入運(yùn)行。 C650臥式車(chē)床外形圖 1— 主軸變速箱 2— 溜板與刀架 3— 尾座 4— 床身 5— 絲杠 6— 光杠 7— 溜板箱 8— 進(jìn)給箱 9— 掛輪箱 效益分析 第二節(jié) 機(jī)電一體化構(gòu)成要素及相關(guān)技術(shù) 一、構(gòu)成要素 二、相關(guān)技術(shù) 1. 機(jī)械技術(shù) 機(jī)電一體化的機(jī)械產(chǎn)品與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品的區(qū)別在于： 機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、機(jī)械功能更強(qiáng)、性能更優(yōu)越。例如，模糊控制洗衣機(jī)能根據(jù)衣物的潔凈度自動(dòng)控制洗滌過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)時(shí)、節(jié)洗衣粉的功能；機(jī)床的數(shù)控化是另一個(gè)典型的例子。 （ 3）用電子裝置完全替代原來(lái)執(zhí)行信息處理功能的機(jī)構(gòu)，既減化了結(jié)構(gòu)，又極大地豐富了信息傳輸?shù)膬?nèi)容，提高了速度。 2 .傳感檢測(cè)技術(shù) 傳感檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)容，一是研究如何將各種被測(cè)量（包括物理量、化學(xué)量和生物量等）轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量；二是研究對(duì)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)的加工處理，如放大、補(bǔ)償、標(biāo)度變換等。 6 系統(tǒng)總體技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)綜合體，它利用系統(tǒng)總體技術(shù)將各有關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)配合、綜合運(yùn)用而達(dá)到整體系統(tǒng)的最佳化。 層次上：向系統(tǒng)化、復(fù)合集成化方向發(fā)展。 剛度大，失動(dòng)量小。 圖727 帶 錐度齒輪的消除間隙結(jié)構(gòu) 2 齒輪 3 墊 片2132. 斜齒輪傳動(dòng) 圖 729是墊片錯(cuò)齒調(diào)整法，薄片齒輪由平鍵和軸連接，互相不能相對(duì)回轉(zhuǎn)。 作用：用于機(jī)構(gòu)之間能量的傳遞和運(yùn)動(dòng)形式的傳遞。 圖713 滾 珠絲杠螺母內(nèi)滾道外滾道2） 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)的基本條件： 應(yīng)有足夠的潤(rùn)滑儲(chǔ)油空間和熱脹冷縮彈性補(bǔ)償能力，可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙工作；因而，存在一定的表面應(yīng)力；為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，需一滾珠的回珠裝置（內(nèi)或外）。 6） 制造工藝復(fù)雜 。 2）按滾珠的循環(huán)方式分類(lèi)： 內(nèi)循環(huán)方式和外循環(huán)方式兩類(lèi)。 密封： 接觸式密封（動(dòng)或靜密封）和非接觸式密封（ 迷宮式密封）。 例 CTC63 10— — 1600 表示為插管突出式外循環(huán) （ CT） ， 雙螺母齒差預(yù)緊 （ C） 的滾珠絲杠副 ， 公稱(chēng)直徑63mm， 基本導(dǎo)程 10mm， 負(fù)荷滾珠總?cè)?shù) ， 精度等級(jí) ， 螺紋旋向?yàn)橛倚?，絲杠全長(zhǎng)為 2022mm， 螺紋長(zhǎng)度為 1600mm。 **由此才能完成滾珠絲杠副的選擇設(shè)計(jì)工作 。常見(jiàn)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式如下。 主要包括： 初期耐磨性 和 耐磨精度保持性 兩部分，以及 耐磨精度失效特性 。 工藝性要求 —— 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、裝配調(diào)整、維修維護(hù)、檢測(cè)方便，生產(chǎn)成本低。 2 滑動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及其選擇 （ 1） 滑動(dòng)導(dǎo)軌副的截面形狀和特點(diǎn) 常見(jiàn)滑動(dòng)導(dǎo)軌副的截面形狀 abab對(duì)稱(chēng)三角形 非對(duì)稱(chēng)三角形 矩 形 燕尾形 圓 形凸形形凹1） 三角形導(dǎo)軌的特點(diǎn) 分 對(duì)稱(chēng)型 和 非對(duì)稱(chēng)型 三角形導(dǎo)軌。 3） 燕尾形導(dǎo)軌的特點(diǎn) 特點(diǎn)： 無(wú)磨損量自動(dòng)補(bǔ)償功能，須間隙調(diào)整裝置，燕尾起壓板作用，鑲條可調(diào)整水平垂直兩方向的間隙，可承受顛覆載荷，結(jié)構(gòu)緊湊，但剛度差，摩擦阻力大、制造、檢驗(yàn)、維修不方便 。當(dāng)采用閉式壓板結(jié)構(gòu)時(shí)，可承受顛覆力矩 。 類(lèi)型： 按運(yùn)動(dòng)形式 —— 直線(xiàn)導(dǎo)軌和回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌。 5） 為保證傳動(dòng)精度，滾道表面硬度、形狀 /位置精度，滾動(dòng)體尺寸精度、形狀 /位置精度均有嚴(yán)格的要求。綜合評(píng)價(jià)合理選用。因而其量程不受線(xiàn)性范圍的限制，適合于測(cè)量較大直線(xiàn)位移和角位移。 注意：改變空氣隙厚度 傳感器輸出特性是非線(xiàn)性的，規(guī)定在較小間隙變化范圍內(nèi)工作。 變化線(xiàn)圈與金屬板間距離，可作為位移、振動(dòng)測(cè)量。 零點(diǎn)殘余電壓。 主光柵和被測(cè)物體相連，他隨被測(cè)物體的直線(xiàn)位移而產(chǎn)生位移。直流測(cè)速機(jī)的持點(diǎn)是輸出斜率大、線(xiàn)性好，但由于有電刷相換向器，構(gòu)造和維護(hù)比較復(fù)雜，摩擦轉(zhuǎn)矩較大。 當(dāng)縫隙圓盤(pán)隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于圓盤(pán)上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤(pán)每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與指示縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測(cè)量時(shí)間 t內(nèi)的脈沖數(shù) N，可測(cè)出轉(zhuǎn)速為 n=60N/Zt Z一一圓盤(pán) 上的縫隙數(shù)； n—— 轉(zhuǎn)速 (r／ min)； t—— 測(cè)量時(shí)間 (s)。 接近傳感器在工業(yè)自動(dòng)化控制、航天、航海技術(shù)、日常生活中都有廣泛的應(yīng)用。 第五節(jié) 傳感器信號(hào)處理 測(cè)量放大器 在許多檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)合．傳感器輸出的信號(hào)往往較弱，而且其中還包含工頻、靜電和電磁耦合等共模干擾， 對(duì)這種信號(hào)的放大就需要放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗。 隔離放大器 在有強(qiáng)電或強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中，為了防止電網(wǎng)電壓等對(duì)測(cè)量回路的損壞，其信號(hào)輸入通道采用隔離技術(shù)，能完成這種任務(wù)，具有這種功能的放大器稱(chēng)為隔離放大器。但這個(gè)缺點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)造成困難。當(dāng) A相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子的齒與定子 AA上的齒對(duì)齊。 當(dāng)脈沖當(dāng)量要求為 ,試設(shè)計(jì)此傳動(dòng)系統(tǒng) i=Z2/Z1=αL/360δ δ=αL/360i k=6/3=2 225。 特點(diǎn) ：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，運(yùn)行頻率高，步距角小。 步序 導(dǎo)電相 工作狀態(tài) 數(shù)值（ 16進(jìn)制） 程序的數(shù)據(jù)表 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) C B A TAB A 0 0 1 01H TAB0 DB 01H AB 0 1 1 03H TAB1 DB 03H B 0 1 0 02H TAB2 DB 02H BC 1 1 0 06H TAB3 DB 06H C 1 0 0 04H TAB4 DB 04H CA 1 0 1 05H TAB5 DB 05H 四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率放大 1．單電壓功率放大電路 此電路的 優(yōu)點(diǎn) 是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 不足之處是 Rc消耗能量大 ， 電流脈沖前后沿不夠陡 ， 在改善了高頻性能后 ， 低頻工作時(shí)會(huì)使振蕩有所增加 ， 使低頻特性變壞 。這樣在一個(gè) Vin脈沖內(nèi)，功率管 VT會(huì)多次通斷，使繞組電流在設(shè)定值上下波動(dòng)。目前市場(chǎng)上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有 /（五相電機(jī)）、 /（二、四相電機(jī)）、 /3度 （三相電機(jī)）等。電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)是一種目前巳普遍使用的伺服電動(dòng)機(jī)，特別是在大功率范圍內(nèi) (100w以上 )。 一、晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng) U sRP1R 0R 0R bU fn+U+R 1I dRP2GU cU d+U aML圖 4 － 7 帶有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖二、脈寬調(diào)制放大器 (PwM) PWM放大器的優(yōu)點(diǎn)是 功率管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，管耗小 。 銀狐工控網(wǎng) 自動(dòng)化、企業(yè)信息化 — 中國(guó)工控網(wǎng) 運(yùn)動(dòng)控制專(zhuān)欄 中國(guó)工業(yè)控制及自動(dòng)化領(lǐng)域權(quán)威咨詢(xún)、資訊傳媒 ! 一、交流伺服電動(dòng)機(jī)種類(lèi) 同步型（ SM） ：采用永磁結(jié)構(gòu)的同步電動(dòng)機(jī)，又稱(chēng)無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)。 應(yīng)用舉例 二、交流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速 變頻調(diào)速 間接變換方式 （交－直－交變頻） 變頻方式 直接變換方式（交－交變頻） 交－直－交變頻 是把交流電通過(guò)整流器變?yōu)橹绷麟?，再用逆變器將直流電變?yōu)轭l率可變的交流電供給異步電動(dòng)機(jī)。 變頻器還可以按控制方式分為 V/F（ 電壓 /頻率 ） 控制 、 轉(zhuǎn)差頻率控制和矢量控制 三種 。 矢量控制變頻器 ：提高傳動(dòng)精度及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集散控制。變頻器最大輸出電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的額定電流值。 變頻器恒壓供水系統(tǒng)如圖 413所示 。 需要指出的是 ， 在系統(tǒng)中如果水泵為離心式水泵 ， 那么變頻器在選擇時(shí)可按照平方轉(zhuǎn)矩選擇；如果水泵為潛水泵 ， 那么變頻器在選擇時(shí)應(yīng)按照恒轉(zhuǎn)矩選擇 。 提高系統(tǒng)可靠性。 控制系統(tǒng)比較 一、信息采集接口 轉(zhuǎn)換形式 數(shù)／模 (D/A)轉(zhuǎn)換接口 D／ A轉(zhuǎn)換器是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的電路，它由權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、參考電壓、電子開(kāi)頭等組成，典型的 R— 2R網(wǎng)絡(luò) D／ A原理圖 如圖 5— 21所示。2