數(shù)控機床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析論文-資料下載頁
2025-06-25 23:21本頁面
【正文】 源后，就產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場將以同步轉(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，帶動轉(zhuǎn)子一起同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子加上負載轉(zhuǎn)矩之后，轉(zhuǎn)子磁極軸線將落后定子磁場軸線一個角，隨著負載增加，角也隨之增大，負載減小時，角也減小。只要不超過一定限度，轉(zhuǎn)子始終跟著定子的旋轉(zhuǎn)磁場以恒定的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)負載超過一定極限后，轉(zhuǎn)子不再按同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。(1)機械特性硬 交流伺服電動機的機械特性(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)，這有利于提高電動機的加、減速能力。(2)高可靠性 用電子逆變器取代了直流電動機換向器和電刷，交流伺服電動機工作壽命由軸承決定。(3)熱容量大 交流伺服電動機能量主要損耗在定子繞組與鐵心上，散熱容易，而直流電動機能量損耗主要在轉(zhuǎn)子上，散熱困難。(4)轉(zhuǎn)子慣量小，電動機的加速度高，響應(yīng)快。 工作特性和用途伺服電動機的工作特性是以機械特性和調(diào)節(jié)特性為表征。在控制電壓一定時，負載增加，轉(zhuǎn)速下降；它的調(diào)節(jié)特性是在負載一定時，控制電壓越高，轉(zhuǎn)速也越高。伺服電動機有三個顯著特點：（1）啟動轉(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)子立即啟動運轉(zhuǎn)．（２）運行范圍寬 在轉(zhuǎn)差率從０到１的范圍內(nèi)都能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)．（３）無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象 控制信號消失后，電動機旋轉(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．正常運轉(zhuǎn)的伺服電動機只要失去控制電壓后，伺服電動機就處于單相運行狀態(tài)。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電阻足夠大，使得總電磁轉(zhuǎn)矩始終是制動性的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電動機正轉(zhuǎn)時失去Ｕｋ（控制電壓），產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為負（０＜Ｓ＜１）。而反轉(zhuǎn)時失去UK，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為正（1〈S〈2時〉，不會產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，可以自行制動，迅速停止運轉(zhuǎn)，這也是交流伺服電動機與異步電動機的重要區(qū)別。 不同類型的交流伺服電動機具有不同的特點?；\型轉(zhuǎn)子交流伺服電動機具有勵磁電流較小、體積較小、機械強度高等特點；但是低速運行不夠平穩(wěn)，有抖動現(xiàn)象。空心杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、轉(zhuǎn)動慣量小、運行平滑、噪聲小、沒有無線電干擾、無抖動現(xiàn)象等優(yōu)點；但是勵磁電流較大，體積也較大，轉(zhuǎn)子易變形，性能上不及直流伺服電動機?！?00W小功率自動控制系統(tǒng)中，頻率有50Hz、400Hz等多種。籠型轉(zhuǎn)子交流伺服電動機產(chǎn)品為SL系列。空心杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電動機為SK系列，用于要求運行平滑的系統(tǒng)中。 直流伺服電動機直流伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)與普通他勵直流電動機一樣，所不同的是直流伺服電動機的電樞電流很小，換向并不困難，因此都不用裝換向磁極，并且轉(zhuǎn)子做得細長，氣隙較小，磁路不飽和，電樞電阻較大。按勵磁方式不同，可分為電磁式和永磁式兩種，電磁式直流伺服電動機的磁場由勵磁繞組產(chǎn)生，一般用他勵式；永磁式直流伺服電動機的磁場由永久磁鐵產(chǎn)生，無需勵磁繞組和勵磁電流，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，又發(fā)展了低慣量的無槽電樞、空心杯形電樞、印制繞組電樞和無刷直流伺服電動機等品種。電磁式直流伺服電動機的工作原理和他勵式直流電動機同，因此電磁式直流伺服電動機有兩種控制轉(zhuǎn)速方式：電樞控制和磁場控制。對永磁式直流伺服電動機來說，當(dāng)然只有電樞控制調(diào)速一種方式。由于磁場控制調(diào)速方式的性能不如電樞控制調(diào)速方式，故直流伺服電動機一般都采用電樞控制調(diào)速。直流伺服電動機轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向隨控制電壓的極性改變而改變。直流伺服電動機的機械特性與他勵直流電動機相似，即n=n0αT。當(dāng)勵磁不變時，對不同電壓Ua有一組下降的平行直線。直流伺服電動機適用于功率稍大（1—600W）的自動控制系統(tǒng)中。與交流伺服電動機相比，它的調(diào)速線性好，體積小，質(zhì)量輕，啟動轉(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，有火花會引起無線電干擾。近年來，發(fā)展了低慣量的無槽電樞電動機、空心杯形電樞電動機、印制繞組電樞電動機和無刷直流伺服電動機，來提高快速響應(yīng)能力，適應(yīng)自動控制系統(tǒng)的發(fā)展需要，如電視攝象機、錄音機、X—Y函數(shù)記錄永磁交流伺服電動機20世紀(jì)80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅(qū)動器系列產(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，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以后，世界各國已經(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機伺服驅(qū)動。交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(yōu)點有：（1）無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養(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 [1]：電子工業(yè)出版社，1994. [2]：同濟大學(xué)出版社，1995. [3]：西北工業(yè)大學(xué)講義，1987. [4]：機械工業(yè)出版社，2002. [5]：機械工業(yè)出版社，1991. [6]：北京出版社，1993. [7]：上?？萍汲霭嫔?，1990. [8]：機械工業(yè)出版社，2001. [9]：兵器工業(yè)出版社，1995. [10]：機械工業(yè)出版社，2005.21 /
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