數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)-資料下載頁(yè)
2025-05-14 21:43本頁(yè)面
【正文】 制方式，用 SCR三相全控橋式整流，通過(guò)改變觸發(fā)角來(lái)改變電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)直流伺服電機(jī)的目的，此方法以前應(yīng)用較廣。缺點(diǎn)是其電樞電流脈動(dòng)頻率低，波形差，使電機(jī)的工作情況惡化，從而限制了調(diào)速范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。 第七章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) ． ． ． M ． K Ua τ１ T τ2 T U t （ ２ ） 近年來(lái) ， 晶體管脈寬調(diào)制方式在世界上得到了廣泛應(yīng)用 ，并且逐步取代晶閘管控制方式 。 第七章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 如圖所示開(kāi)關(guān) K周期性的開(kāi)關(guān) ,周期為 T,接通時(shí)間為 τ, 外加電源電壓 U為常數(shù)，則加到電樞上的波形是一個(gè)高為 U，寬為τ ，周期為 T的方波。 則它的 平均值 為： Ua=∫ Udt/T= τU/T=δTU 其中 δT ＝ τ/T 0 T 由上式可知： 當(dāng) T不變時(shí) ， 只要連續(xù)地改變 τ （ 0～ T）就可使電樞電壓平均值連續(xù)地由 0～ U變化 ， 從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速 。 實(shí)際上的 PWM系統(tǒng)用大功率 M極管代替開(kāi)關(guān) K， 其開(kāi)關(guān)頻率是 2021Hz ， T＝ l／ 2021s＝ 。 圖中二極管為續(xù)流二極管 ， 當(dāng) K斷開(kāi)時(shí) ， 由于電樞電感的存在 ， 電機(jī)電樞電流 Ia可通過(guò)它形成回路而繼續(xù)流通 。 第七章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn) ：晶體管脈寬調(diào)制系統(tǒng) ， 因晶體管的開(kāi)關(guān)頻率很高 ， 其輸出電流接近于純直流 ， 使電機(jī)調(diào)速平穩(wěn) 。 另一方面 ， 轉(zhuǎn)子也跟不上如此高的頻率變化 ， 避開(kāi)了機(jī)械諧振 ， 使機(jī)械工作平穩(wěn) 。 這種方式還具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)硬度 ， 電機(jī)既能驅(qū)動(dòng)負(fù)載 ， 也能制動(dòng)負(fù)載 ， 因而響應(yīng)很快 。 與晶閘管比較 ，在相同的輸出轉(zhuǎn)矩下 （ 即平均電流相同 ） 運(yùn)行效率高 ， 發(fā)熱小 ， 低速下限更小 ， 調(diào)速范圍更寬 。 直流電機(jī)的缺點(diǎn) ：它的電刷和換向器易磨損 ， 換向時(shí)產(chǎn)生火花 ，使電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速受到限制 ， 也使應(yīng)用環(huán)境受限制 ， 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 成本高 。 第七章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 在交流伺服系統(tǒng)中 ， 按電機(jī)種類可分為 同步型和異步型（ 感應(yīng)電機(jī) ） 兩種 。 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中多采用永磁式同步電機(jī) ， 同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由供電頻率所決定的 ， 即在電源電壓和頻率固定不變時(shí) ， 它的轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定不變的 。 由變頻電源供電給同步電機(jī)時(shí) ， 能方便地獲得與頻率成正比的可變速度 ， 可以得到非常硬的機(jī)械特性及寬的調(diào)速范圍 。 第四節(jié) 交流伺服系統(tǒng) 第七章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) １ .交流伺服系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)： 交流異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 成本低廉 ， 無(wú)直流伺服電機(jī)的缺點(diǎn) ， 而且轉(zhuǎn)子慣量較直流電機(jī)的小 ， 這意味著動(dòng)態(tài)響應(yīng)更好 。交流電機(jī)容量也比直流容量大 ， 可達(dá)更高的電壓和轉(zhuǎn)速 。 一般在同樣體積下 ， 交流電機(jī)的輸出功率比直流電機(jī)可以提高 10％ ～ 70％ 。 是當(dāng)前機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)新動(dòng)向 。 交流主軸電機(jī)多采用交流異步電機(jī) ， 很少采用永磁同步電機(jī) ， 主要因?yàn)橛来磐诫姍C(jī)的容量做得不夠大 ， 且電機(jī)成本較高 。 另外主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不象進(jìn)給系統(tǒng)那樣要求很高的性能 ， 調(diào)速范圍也不要太大 。 因此 ， 采用異步電機(jī)完全可以滿足數(shù)控機(jī)床主軸的要求 ， 籠型異步電機(jī)多用在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中 。 第七章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) ２ .交流伺服系統(tǒng)的電機(jī)類型： 可以采用交流異步電機(jī) ， 也可采用交流同步電機(jī) 。 交流異步電機(jī)所采用的電流有三相和單相兩種 。 交流同步電機(jī)的磁勢(shì)源可以是電磁式 、 永磁式和反應(yīng)式等多種 ， 在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中多采用永磁式同步電機(jī) 。 ３ .永磁式同步電機(jī)的特點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 運(yùn)行可靠 ， 效率高 。 在結(jié)構(gòu)上采取措施如采用高剩磁感應(yīng) 、 高矯頑力和稀土類磁鐵 ， 可比直流電機(jī)在外形尺寸上減少約 50％ ， 重量上減輕近 60％ ， 轉(zhuǎn)子慣量減至 20％ ， 因而可得到比直流伺服電機(jī)更硬的機(jī)械性能和寬的調(diào)速范圍 。 第七章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) ４ .交流伺服電機(jī)的調(diào)速： 目前用得較多的是用計(jì)算機(jī)對(duì)交流電機(jī)的磁場(chǎng)作矢量變換控制?；驹硎峭ㄟ^(guò)矢量變換，把交流電機(jī)等效為直流電機(jī)，其思路是按照產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)這一等效原則進(jìn)行的。 ５ .步驟： 先將交流電機(jī)的三相繞組等效成二相繞組，再進(jìn)一步等效為兩個(gè)正交的直流繞組，構(gòu)成正交的坐標(biāo)系的兩個(gè)軸。一個(gè)相當(dāng)于直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組，一個(gè)相當(dāng)于直流電機(jī)的電樞繞組。在旋轉(zhuǎn)的正交坐標(biāo)系中，交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是一樣的，從而使交流電機(jī)像直流電機(jī)一樣，能對(duì)其轉(zhuǎn)矩進(jìn)行有效控制。 第七章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) LOGO
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1