馬昕教授電力拖動與運動控制課件9--伺服系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-02-16 13:11 本頁面
【文章內容簡介】 AABBBCCCAA… 順序供電 供電順序相反，則步進方向相反 CSSSE （２）永磁式步進電機 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 21 采用 永磁轉子 結構， 使定子脈沖電流產 生的磁場和轉子永 磁磁場相互作用而 產生旋轉轉矩，帶 動負載運行 * 徑向充磁的轉子 * 定子每段有一個雙 繞線圈 ，公共點引出來接電源 永磁式步進電動機 CSSSE （２）永磁式步進電機 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 22 工作過程： 第 1拍： S S3閉合， 轉子箭頭指向 1； 第 2拍： S2 、 S3閉合； 第 3拍： S S4閉合； 第 4拍： S S1閉合。 每拍轉子逆時針旋轉 900，4拍完成 1個循環(huán) 永磁式步進電動機工作原理 CSSSE （２）永磁式步進電機 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 23 單極式驅動： 定子繞組只能通過 一個方向的電流 雙極式驅動： 定子繞組中的電流 可以正反向流動 永磁式步進電動機工作原理 CSSSE 2．伺服電動機 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 24 伺服電動機的作用是 將輸入的電壓信號轉換成軸上的角位移或角速度輸出 伺服電動機的最大特點是 有控制電壓時轉子立刻旋轉，無控制電壓時轉子立刻停轉 轉軸轉向和轉速由控制電壓的方向和大小決定 伺服電動機分為 直流 、 交流 兩類 CSSSE （１）交流伺服電動機 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 25 定子上有兩相繞組， 一相繞組為 勵磁繞組 ， 另一相繞組為 控制繞組 ， 兩相繞組垂直安裝 轉子分為： a. 鼠籠型 高電阻率材料制成，轉動慣量大 b. 空心杯型 非磁性材料制成杯形，轉動慣量小，響應迅速 杯形轉子伺服電動機結構圖 CSSSE （１）交流伺服電動機 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 26 當有控制電壓 且控制繞組電流和勵磁繞組電流不同相時，氣隙中產生一個旋轉磁場并且產生電磁轉矩，使轉子沿旋轉磁場的方向旋轉。 fkfUkU勵磁繞組 與交流勵磁電源 相連，控制繞組 加控制信號電壓對伺服電動機的要求： 在控制電壓作用下就能啟動， 電壓消失后應能立即停轉 無控制電壓時， 氣隙中只有勵磁繞組產生的脈動磁場，因無相對運動，轉子上沒有啟動轉矩而靜止不動。 交流伺服電動機原理圖 M ffUkkUCSSSE （２）直流伺服電動機 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 27 直流伺服電動機實質上是容量較小的普通直流電動機，一般都是 他勵直流電動機 工作原理也和直流電動機一樣 (Te=CTΨmIa) 它在性能方面的獨到之處是 調速范圍寬、線性特性好、啟動轉矩大、響應速度快 適用特殊場合（小功率、輸出角位移、經(jīng)常正反轉運行） CSSSE 主要內容 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 28 伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)常用電機 位置控制技術 CSSSE 三、位置控制技術 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 29 位置控制 是伺服控制系統(tǒng) /運動控制系統(tǒng)的基本功能 位置控制的職能 ： 精確地控制機械運動部件的坐標位置 通過數(shù)控計算機將插補計算得出的各軸的位移量送入位置控制單元，位置控制單元根據(jù)位移量的大小產生進給速度指令，實現(xiàn)快速準確地跟蹤位置指令的運動 位置控制系統(tǒng)分為： 開環(huán)控制系統(tǒng)： 步進電動機驅動，無需位置檢測與反饋 閉環(huán)控制系統(tǒng)： 交直流伺服電動機驅動，需要位置檢測與反饋 CSSSE １．步進電動機相關控制技術 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 30 步進電機與交直流電機 的不同之處在于： 僅僅接上供電電源 它是不會運行的 步進電動機的控制和驅動 步進電動機是一種增量運動的電磁執(zhí)行元件 將數(shù)字脈沖輸入轉換成旋轉或直線增量運動，可以控制步進電動機的 輸出步數(shù)和輸入指令的電脈沖數(shù)相等，所以可用步進電動機進行開環(huán)控制 CSSSE １．步進電動機相關控制技術 2022/2/17 第八章 伺服系統(tǒng) 31 步進電動機主要由步進控制器、功率放大器和步進電機組成 純硬件的步進控制器由脈沖發(fā)生器、環(huán)行分配器、控制邏輯等組成 步進控制器的作用 是把 代表轉速的脈沖串分配給步 進電動機的各個繞組，讓步 進電動機按既定的方向和速 度旋轉 步進電動機的控制和驅動 CSSSE
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