數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析論文-資料下載頁(yè)
2025-06-25 23:21本頁(yè)面
【正文】 源后，就產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。根據(jù)磁極的同性相斥，異性相吸的原理，定子旋轉(zhuǎn)磁極與轉(zhuǎn)子的永磁磁極互相吸引，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子一起同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子加上負(fù)載轉(zhuǎn)矩之后，轉(zhuǎn)子磁極軸線將落后定子磁場(chǎng)軸線一個(gè)角，隨著負(fù)載增加，角也隨之增大，負(fù)載減小時(shí)，角也減小。只要不超過(guò)一定限度，轉(zhuǎn)子始終跟著定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以恒定的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)負(fù)載超過(guò)一定極限后，轉(zhuǎn)子不再按同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。(1)機(jī)械特性硬 交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性(轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩關(guān)系曲線)非常硬，接近水平直線。另外，斷續(xù)工作區(qū)范圍大，尤其是在高速區(qū)，這有利于提高電動(dòng)機(jī)的加、減速能力。(2)高可靠性 用電子逆變器取代了直流電動(dòng)機(jī)換向器和電刷，交流伺服電動(dòng)機(jī)工作壽命由軸承決定。(3)熱容量大 交流伺服電動(dòng)機(jī)能量主要損耗在定子繞組與鐵心上，散熱容易，而直流電動(dòng)機(jī)能量損耗主要在轉(zhuǎn)子上，散熱困難。(4)轉(zhuǎn)子慣量小，電動(dòng)機(jī)的加速度高，響應(yīng)快。 工作特性和用途伺服電動(dòng)機(jī)的工作特性是以機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性為表征。在控制電壓一定時(shí)，負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速下降；它的調(diào)節(jié)特性是在負(fù)載一定時(shí)，控制電壓越高，轉(zhuǎn)速也越高。伺服電動(dòng)機(jī)有三個(gè)顯著特點(diǎn)：（1）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電阻很大，可使臨界轉(zhuǎn)差率Ｓｍ＞１，定子一加上控制電壓，轉(zhuǎn)子立即啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)．（２）運(yùn)行范圍寬 在轉(zhuǎn)差率從０到１的范圍內(nèi)都能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)．（３）無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象 控制信號(hào)消失后，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)不停的現(xiàn)象稱＂自轉(zhuǎn)＂．自轉(zhuǎn)現(xiàn)象破壞了伺服性，顯然要避免．正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī)只要失去控制電壓后，伺服電動(dòng)機(jī)就處于單相運(yùn)行狀態(tài)。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電阻足夠大，使得總電磁轉(zhuǎn)矩始終是制動(dòng)性的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)失去Ｕｋ（控制電壓），產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為負(fù)（０＜Ｓ＜１）。而反轉(zhuǎn)時(shí)失去UK，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為正（1〈S〈2時(shí)〉，不會(huì)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，可以自行制動(dòng)，迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這也是交流伺服電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)的重要區(qū)別。 不同類型的交流伺服電動(dòng)機(jī)具有不同的特點(diǎn)?；\型轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)具有勵(lì)磁電流較小、體積較小、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)；但是低速運(yùn)行不夠平穩(wěn)，有抖動(dòng)現(xiàn)象。空心杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、運(yùn)行平滑、噪聲小、沒(méi)有無(wú)線電干擾、無(wú)抖動(dòng)現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)；但是勵(lì)磁電流較大，體積也較大，轉(zhuǎn)子易變形，性能上不及直流伺服電動(dòng)機(jī)?！?00W小功率自動(dòng)控制系統(tǒng)中，頻率有50Hz、400Hz等多種?；\型轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品為SL系列。空心杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)為SK系列，用于要求運(yùn)行平滑的系統(tǒng)中。 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與普通他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)一樣，所不同的是直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞電流很小，換向并不困難，因此都不用裝換向磁極，并且轉(zhuǎn)子做得細(xì)長(zhǎng)，氣隙較小，磁路不飽和，電樞電阻較大。按勵(lì)磁方式不同，可分為電磁式和永磁式兩種，電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生，一般用他勵(lì)式；永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)由永久磁鐵產(chǎn)生，無(wú)需勵(lì)磁繞組和勵(lì)磁電流，可減小體積和損耗。為了適應(yīng)各種不同系統(tǒng)的需要，從結(jié)構(gòu)上作了許多改進(jìn)，又發(fā)展了低慣量的無(wú)槽電樞、空心杯形電樞、印制繞組電樞和無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)等品種。電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理和他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)同，因此電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)有兩種控制轉(zhuǎn)速方式：電樞控制和磁場(chǎng)控制。對(duì)永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)然只有電樞控制調(diào)速一種方式。由于磁場(chǎng)控制調(diào)速方式的性能不如電樞控制調(diào)速方式，故直流伺服電動(dòng)機(jī)一般都采用電樞控制調(diào)速。直流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向隨控制電壓的極性改變而改變。直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相似，即n=n0αT。當(dāng)勵(lì)磁不變時(shí)，對(duì)不同電壓Ua有一組下降的平行直線。直流伺服電動(dòng)機(jī)適用于功率稍大（1—600W）的自動(dòng)控制系統(tǒng)中。與交流伺服電動(dòng)機(jī)相比，它的調(diào)速線性好，體積小，質(zhì)量輕，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，輸出功率大。但它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是低速穩(wěn)定性差，有火花會(huì)引起無(wú)線電干擾。近年來(lái)，發(fā)展了低慣量的無(wú)槽電樞電動(dòng)機(jī)、空心杯形電樞電動(dòng)機(jī)、印制繞組電樞電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)，來(lái)提高快速響應(yīng)能力，適應(yīng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展需要，如電視攝象機(jī)、錄音機(jī)、X—Y函數(shù)記錄永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來(lái)的直流伺服面臨被淘汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）無(wú)電刷和換向器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。（2）定子繞組散熱比較方便。（3）慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。（4）適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。（5）同功率下有較小的體積和重量。參考文獻(xiàn) [1]：電子工業(yè)出版社，1994. [2]：同濟(jì)大學(xué)出版社，1995. [3]：西北工業(yè)大學(xué)講義，1987. [4]：機(jī)械工業(yè)出版社，2002. [5]：機(jī)械工業(yè)出版社，1991. [6]：北京出版社，1993. [7]：上海科技出版社，1990. [8]：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [9]：兵器工業(yè)出版社，1995. [10]：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.21 /
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