【正文】 和調(diào)試都相當(dāng)困難。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)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 半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。（ 3） 反應(yīng)速度快，電機必須具有較小的轉(zhuǎn)動慣量、較大的 轉(zhuǎn)矩、盡可能小的機電時間常數(shù)和很大的加速度 (400rad / s2以上 )。2． 穩(wěn)定性好 穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在 短暫的調(diào)節(jié)過程后，達到新的或者恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)。如果說C裝置是數(shù)控系統(tǒng)的 “大腦 ”，是發(fā)布 “命令 ”的 “指揮所 ”，那么進給伺服系統(tǒng)則是數(shù)控系統(tǒng)的 “四肢 ”，是一種 “執(zhí)行機構(gòu) ”。它接受來自數(shù)控裝置的進給指令信號，經(jīng)變換、調(diào)節(jié)和放大后驅(qū)動執(zhí)行件，轉(zhuǎn)化為直線或旋轉(zhuǎn)運動。3/9/2023 伺服系統(tǒng)的組成 位置調(diào)解 速度調(diào)解 電流調(diào)解 轉(zhuǎn)換驅(qū)動 工作臺電流反饋速度反饋位置反饋MG 位置、速度和電流環(huán)均由： 調(diào)節(jié)控制模塊 、 檢測 和 反饋部分組成。4．調(diào)速范圍寬 調(diào)速范圍是指生產(chǎn)機械要求電機能提供的最高轉(zhuǎn)速 和最低轉(zhuǎn)速之比。電機機械執(zhí)行部件A相、 B相C相、 …f、 nCNC插補指令脈沖頻率 f脈沖個數(shù) n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大3/9/2023 伺服系統(tǒng)的分類 n 無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和機械傳動機構(gòu)的性能和精度。但可對這類誤差進行補償，因而仍可獲得滿意的精度。 優(yōu)點：在低速下可以得到很高的輸出力矩，剛性好，時間常 數(shù)小、反應(yīng)快和速度平穩(wěn)。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、不需維護、適合于在惡劣環(huán)境下工作。電樞回路的電壓平衡方程式為 : （ ） Ua─ 電樞上的外加電壓； Ra─ 電樞電阻； Ea─ 電樞反電勢。 過載倍數(shù) Tmd，負(fù)載工作周期比 d。換向極限 溫度極限 0 500 1000 1500 n 圖 6﹒8 永磁直流伺服電機工作曲線 ② 液體冷卻電機 ③ 內(nèi)裝式主軸電機 交流伺服電機的發(fā)展 3/9/2023 速度控制概述： 速度控制系統(tǒng)由速度控制單元、伺服電機和速度檢測 裝置組成。3/9/2023 直流進給運動的速度控制 1.、 直流伺服電機的調(diào)速原理 根據(jù)機械特性公式可知調(diào)速有二種方法 :電樞電壓 Ua和 氣隙磁通 Φ ⑴ 改變電樞外加電壓 Ua :由于繞組絕緣耐壓的限制，調(diào)壓只能在額定 轉(zhuǎn)速以下進行。作用：加快響應(yīng)、啟動、低頻穩(wěn)定等。每 組內(nèi)（即二相間）觸發(fā)脈沖相位相差 120186。120176。 沒反饋是開環(huán)，特性軟。 功率 (平均 ) P =UIcos φ 由于交流電路中電感電容的存在，平均功率不等于電壓電流的乘積，而差一個 cos φ ，既與電壓電流的相位差有關(guān)。 ④ 啟動、制動、加減速： 電流調(diào)節(jié)器還能保證電機啟動、制動時的大轉(zhuǎn) 矩、加減速的良好動態(tài)性能。3/9/2023直流脈寬調(diào)調(diào)制的基本原理周期不變 周期不變脈寬脈寬脈寬脈寬平均直流電壓脈沖寬度正比代表速度 F值的直流電壓Uωt3/9/20232） 脈寬調(diào)制器ttU △U △ +U S r U △ +U S rU S C U S C U S C+U S ro o oU S rtttt同向加法放大器電路圖U S r – 速度指令轉(zhuǎn)化過 來的直流電壓U △ 三角波USC 脈寬調(diào)制器的輸 出（ U S r +U △ ）調(diào)制波形圖R1 +12VUSCR1R3R2+12VU S rU △US r為 0時調(diào)制出正負(fù)脈寬一樣方波平均電壓為 0US r為正時 US r為負(fù)時調(diào)制出脈寬較寬的波形平均電壓為正調(diào)制出脈寬較窄的波形平均電壓為負(fù)3/9/20233） 開關(guān)功率放大器主回路：可逆 H型雙極式 PWM 開關(guān)功率放大器電路圖 : 由四個大功率晶體管 （ GTR） T 1 、 T 2 、 T 3 、 T4 及四個續(xù)流二極管組成的橋 式電路。電機端電壓 UAB=US， 電樞電流 id= id1，由 US→ T1 → T4 → 地。3/9/2023⑤ 電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止： 由正、負(fù) 驅(qū)動電壓脈沖寬窄而定。③ 電源的功率因數(shù)高 : SCR系統(tǒng)由于導(dǎo)通角的影響，使交流電源的波形畸 變、高次諧波的干擾，降低了電源功率因數(shù)。 速度控制單元：沒有位置控制，只是速度控制系統(tǒng)。在 額定轉(zhuǎn)速以下用改變電調(diào)電樞端電壓調(diào)速，此時調(diào)磁不 工作只是維持額定的磁場，用電壓反饋作信號，限制激 磁電流反饋。 （ SPWM）變壓變頻器⑴ 基本概念 1964年德國人率先提出脈寬調(diào)制變頻思想，把通訊系統(tǒng)中的（ ）3/9/2023調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于交流變頻器。3/9/2023⑵ 正弦脈寬調(diào)制原理 （以單相為例） 正弦脈寬調(diào)制 （ SPWM ）波形 : 與正弦波等效的一系列等幅不等 寬的矩形脈沖波，如右下圖所示。3/9/2023交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)：交流感應(yīng)異步電機交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)：交流感應(yīng)異步電機調(diào)速方法很多，變頻調(diào)速是最適用的方法，主要有：調(diào)速方法很多，變頻調(diào)速是最適用的方法，主要有： 壓頻（壓頻（ u/f）調(diào)速）調(diào)速 矢量變換控制調(diào)速矢量變換控制調(diào)速 在電機調(diào)速時，希望保持每極磁通為額定值。三相三相 異步電機異步電機 定子每相電動勢的有效值為：定子每相電動勢的有效值為： Eg = ≈ 式中 f1 — 定子定子 頻率（頻率（ Hz）；）； N1 — 定子電動繞組串聯(lián)匝數(shù)；定子電動繞組串聯(lián)匝數(shù)； Kn1 — 基波繞組系數(shù)； Φm — 每每 極氣隙磁通量3/9/2023nT10 20 30 40100020233000恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性曲線 Tn10 20 30 40100020233000恒 Tm調(diào)速特性曲線由上式可知 Φm ≈ Eg / f13/9/2023恒功率調(diào)速10 20 30 40 50 6010002023nT3/9/2023交流異步電機的矢量控制A AB C000ddqq3/9/2023矢量控制60o60oFCFAFBFFdidiqiiil3/9/2023交流同步電機的矢量控制dAB CiiqidiAdiciBq3/9/2023 位置控制位置檢測測速值位置傳感器測速計電動機速度控制位置控制指令位置Doi+DAi實際位置?Di Vpi ?Vi VDiKD KV3/9/2023比較環(huán)節(jié)伺服放大器D/A工作臺位置檢測器伺服電機脈沖處理指令脈沖 F反饋脈沖 位置信息3/9/2023謝謝聽講謝謝聽講歡迎提出寶貴意見和建議歡迎提出寶貴意見和建議3/9/2023謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT