數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)-步進(jìn)電機(jī)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-12-29 10:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓驅(qū)動(dòng)方式的改進(jìn)型，它使用兩種電壓電源，即步進(jìn)電動(dòng)機(jī)額定電壓和比它高幾倍的電壓電源。此方式可改善電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流前沿特性，如圖 11. 34 所示。 當(dāng)某相繞組開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)，高壓功率管 T1 與低壓功率管 T2同時(shí)導(dǎo)通，此時(shí)加到繞組上的電壓為高端電壓 EH，上升電流具有較陡的前沿特性。當(dāng)電流上升到額定值時(shí)，高壓功率管 T1關(guān)閉，只剩下低壓功率管 T2 以維持相電流。這種電路常用于大功率驅(qū)動(dòng)電源，其特點(diǎn)是功耗較低，高頻出力較大。 (3)恒流斬波驅(qū)動(dòng)方式 恒電流驅(qū)動(dòng)是一種采用斬波技術(shù)，使電動(dòng) 機(jī)在從低速到高速運(yùn)行范圍內(nèi)保持繞組電流恒定的一種驅(qū)動(dòng)方式。它彌補(bǔ)了高低電壓電路相電流波形有凹點(diǎn)的缺陷，提高了輸出轉(zhuǎn)矩，是目前控制場(chǎng)合使用最為廣泛的一種線路。 圖 所示的恒流斬波電路中有一個(gè)電壓比較器。當(dāng)開(kāi)關(guān)功率晶體管 T1 導(dǎo)通時(shí)，繞組電流在取樣電阻 Rs 上產(chǎn)生一個(gè)電壓 Us，當(dāng) Us 上升到設(shè)定電壓 UREF 時(shí)，由比較器比較后產(chǎn)生信號(hào)使大功率晶體管 T1 關(guān)斷，繞組電流下降并導(dǎo)致 Us 下降，當(dāng)鄭州工業(yè)安全職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 Us 小于 UREF定值時(shí)，比較器電平翻轉(zhuǎn)又使大功率晶體管 T1開(kāi)通，從而使繞組電流保持在額定電流上下的一定范圍內(nèi)。 由于線路中沒(méi)有外接附加電阻，而取樣電阻 Rs 很小，因此整個(gè)線路的損耗相當(dāng)小，而電動(dòng)機(jī)繞組電流卻能在運(yùn)行范圍內(nèi)保持恒定，電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩輸出范圍增大。為了保證電流響應(yīng)的快速性，這種方式下應(yīng)使用比電動(dòng)機(jī)額定值高得多的供電電壓。該電路在低頻時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的振蕩，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)這個(gè)振蕩區(qū)域 。 微步距驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)（細(xì)分技術(shù)） 在前面雙三拍和單雙六拍的討論中，我們已經(jīng)知道以相同的電流激勵(lì)兩相繞組，將獲得半步的動(dòng)作，使轉(zhuǎn)子到達(dá)介于兩個(gè)單相驅(qū)動(dòng)的位置中間的位置。那么不難想象，如果兩相繞組的電流不相等將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子位置偏向于磁場(chǎng)較強(qiáng)的定子磁極，這種效應(yīng)在微步距驅(qū)動(dòng)技術(shù)中得到應(yīng)用。通過(guò)按比例地調(diào)節(jié)兩相繞組中的電流，將電動(dòng)機(jī)的基本步距角細(xì)分，步距角大為減小，低速下運(yùn)行的流暢性得到極大的改善。高分辨率的細(xì)分驅(qū)動(dòng)可將一個(gè)整步細(xì)分到多至 500 微步，導(dǎo)致每轉(zhuǎn)可達(dá)十萬(wàn)步。在這種條件下，繞組中的電流模式類似相 位差為 90176。 的兩個(gè)正弦波（圖 11. 36），電動(dòng)機(jī)運(yùn)行起來(lái)像一臺(tái)交流同步電動(dòng)機(jī)。 鄭州工業(yè)安全職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 微步距技術(shù)使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距細(xì)化，分辨率有所提高，振動(dòng)噪聲和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)問(wèn)題得到很大改善，運(yùn)轉(zhuǎn)更為平穩(wěn)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在高級(jí)控制系統(tǒng)中獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)力。 鄭州工業(yè)安全職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第三章 步進(jìn)電機(jī)脈沖分配原理 第一節(jié)脈沖發(fā)生器和脈沖分配器 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與交直流電動(dòng)機(jī)不同之處是，僅僅接上供電電源它是不會(huì)運(yùn)行的，圖 表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)的基本組成。該系統(tǒng)包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、脈沖發(fā)生器、脈沖分配器、功率放大器以及直流功率電源等五個(gè)部分。較復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)帶有位置反饋的環(huán)節(jié)，組成閉環(huán)系統(tǒng)。 脈沖發(fā)生器是產(chǎn)生步進(jìn)電動(dòng)機(jī)角位移或速度的控制脈沖電路。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速由脈沖發(fā)生器的脈沖頻率 (Hz或脈沖 /s)所確定。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角正比于輸入的脈沖數(shù)，對(duì)應(yīng)于脈沖信號(hào)數(shù)量，它是頻率和時(shí)間的乘積。例如一個(gè)步距角為 。的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 要旋轉(zhuǎn) 90176。 ，則根據(jù) N=90 ，得到脈沖信號(hào)數(shù)量 N＝ 50。 θ=Nθ0 式中 θ 轉(zhuǎn)角 (176。) ； N脈沖個(gè)數(shù)； θ0 步距角（ 176。/ 步）。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角是由其設(shè) 計(jì)結(jié)構(gòu)決定的，在以一般方式運(yùn)行時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角只能是步距角的整數(shù)倍，因此在設(shè)計(jì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，必須考慮其步距角。 鄭州工業(yè)安全職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 由硬件制作的脈沖發(fā)生器電路不勝枚舉，學(xué)過(guò)數(shù)字電路的讀者應(yīng)該比較熟悉。在當(dāng)前微處理器大量滲透?jìng)鲃?dòng)技術(shù)的形勢(shì)下，利用微處理器的軟硬件資源實(shí)現(xiàn)脈沖發(fā)生器的功能也是很容易的，在第 12章中將對(duì)此有所介紹。 脈沖分配器是時(shí)序邏輯電路的一種，它接受脈沖發(fā)生器的控制脈沖信號(hào)，輸出按一定時(shí)序排列的多路電平信號(hào)。通常電機(jī)的脈沖分配器為環(huán)形分配器，即時(shí)序按環(huán)形移位封閉排列。脈沖分配器的工作 方式是與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)、拍數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、正反轉(zhuǎn)等要求有關(guān)。脈沖分配器可以由分立元件組成數(shù)字電路，但較復(fù)雜、可靠性差。目前，脈沖分配器大多采用專用集成電路來(lái)組成，以完成各種脈沖分配方式。 第
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