第五章數(shù)控伺服系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-11-16 12:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 . . . . . ( 1 ) aRaIaEU ??aT IkM ?kT— 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)（ kT =cmφ） Ia— 電機(jī)電樞電流 Ea=ken Ea — 電機(jī)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的反電動勢； ke— 電勢系數(shù)（ ke =ceφ） 。 n— 電樞轉(zhuǎn)速 rpm。 34 感應(yīng)電動勢（反電動勢）為： . . . . . . ( 2 ) nCE ea ?? （ 2）代入（ 1）得： ???eaaCRIUn式中： n—— 電機(jī)轉(zhuǎn)速（ rpm）； U—— 電樞電路外加電壓（ V）； R a—— 電樞電路電阻（ ?）； C e—— 反電動勢系數(shù)； ?—— 氣隙磁通量（ W b）。 從上式可以看出 , 要改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 n, 有三種方法 : ???eaaCRIUn （ 2）改變勵(lì)磁回路電阻 R f, 以改變 I f, 從而改變 ?值 , 但 I f只能減小，轉(zhuǎn)速只能調(diào)高，不能調(diào)低，可見這兩種方法都不能滿足數(shù)控機(jī)床的要求。 （ 1）改變電樞回路電阻 R a, 這使轉(zhuǎn)速只能調(diào)低不能調(diào)高。 （ 3）改變電樞電壓，其它都不變，盡管需要附加調(diào)壓設(shè)備，但它的調(diào)速范圍大 , 又是恒扭矩調(diào)速，所以直流伺服電機(jī)常用這種方法調(diào)速。 36 （二）直流電機(jī)的調(diào)速方法 ① 直流發(fā)電機(jī) — 直流電動機(jī) (GM)系統(tǒng)。 它是通過改變發(fā)電機(jī)的輸出電壓（此電壓加到電機(jī)上）來改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。 ② 晶閘管 — 直流電動機(jī) (SCRM)系統(tǒng)。 它是通過改變晶閘管的導(dǎo)通角，來控制供給直流電動機(jī)的輸入電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。 ③ 脈寬調(diào)制 — 直流電動機(jī) (PWM)系統(tǒng) 。 它是利用一定頻率的三角波或鋸齒波，把模擬控制電壓分割成與三角波同頻率的矩形波，通過控制矩形波的占空比來改變直流電機(jī)的輸入電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。 該方法主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，效率高。 圖 512 PWM調(diào)壓的原理圖 流過電機(jī)的電流波形 三角波 反饋比較電壓 38 圖 513 PWM調(diào)制電路 39 交流伺服電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、無電刷磨損問題、維修方便。 四、交流伺服電動機(jī)調(diào)速技術(shù) 一、交流調(diào)速的類型 PfSnSn 1160)1()1( ????式中 n— 電機(jī)的轉(zhuǎn)速； S— 轉(zhuǎn)差率 ； P— 定子繞組的極對數(shù) ； f1— 供電頻率 。 40 (2) 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 — 對繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串接電阻的調(diào)阻調(diào)速等，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。 (1) 變極調(diào)速 — 對鼠籠式異步電動機(jī)改變其定子繞組的極對數(shù) P，此為有級調(diào)速。 (3) 變頻調(diào)速 — 改變供電頻率的調(diào)速方案有交 — 交變頻器； 交 — 直 — 交電壓源型變頻器；脈寬調(diào)制型逆變器。 三、交流電動機(jī)的變頻調(diào)速 變頻調(diào)速是以一個(gè)頻率及電壓可變的電源，向異步 (或同步 )電動機(jī)供電，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。 變頻調(diào)速可分為兩類：第一類由恒頻恒壓的交流電，經(jīng)過整流再逆變成變頻變壓的交流電，稱為帶直流環(huán)節(jié)的間接變頻調(diào)速或交一直一交變頻。 41 第二類是由恒頻恒壓的交流電，直接變成變頻變壓的交流電，稱為直接變頻調(diào)速或交一交變頻。 電壓型變頻器 濾波 整流 逆變 M 圖 514 電壓型變頻器基本結(jié)構(gòu) 42 當(dāng)定子電壓與頻率成正比改變時(shí)，即 ee ffUU 1111 // ?式中 U1e— 電動機(jī)的額定相電壓； U1— 電動機(jī)的實(shí)際相電壓； f1e— 電動機(jī)的額定定子頻率； f1— 電動機(jī)的實(shí)際定子頻率。 此時(shí)電動機(jī)的輸出為恒轉(zhuǎn)矩，輸出的功率與定子電流頻率成正比。 當(dāng)定子電壓與頻率的平方根成正比改變時(shí)，即 effeUU111/1 ?電動機(jī)輸出恒功率，輸出的轉(zhuǎn)矩與定子電流頻率成反比。 43 SCR1 D1 SCR3 SCR4 SCR2 SCR5 D3 D4 D6 D5 D2 U P + N A B
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