數(shù)控技術(shù)伺服2-資料下載頁
2025-07-21 21:20本頁面
【正文】 到大的輸出力矩，采用以下措施： ，以產(chǎn)生強(qiáng)磁場 Φ； 材料保磁性能的穩(wěn)定性；當(dāng)峰值轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定值 10～ 15倍不退磁；磁性材料：鋁鎳鈷、陶瓷缺氧體、稀土 鈷 （性能最好） N，增加磁極對(duì)數(shù) p使 cm增加 。 大慣量電機(jī)提供大轉(zhuǎn)矩還在于：低速輸出轉(zhuǎn)矩大，最大峰值轉(zhuǎn)矩可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的 10倍以上，過載能力強(qiáng)，允許過載時(shí)間長。由于電機(jī)本身慣量大，輸出力矩大，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，無需機(jī)械減速傳動(dòng)鏈。 這類電機(jī)調(diào)速范圍較寬，一般可達(dá) 1000～，電機(jī)的熱容量大，熱時(shí)間常數(shù)大，可達(dá)120分鐘左右，或在過載條件下工作。 2）工作特性 ? 寬調(diào)速電機(jī)的工作特性由一些參數(shù)及特性曲線所限定。電機(jī)的容許轉(zhuǎn)矩T轉(zhuǎn)速 n隨加工及運(yùn)行條件而改變 ? Uk——最高運(yùn)行電壓； ? Tk——nmax時(shí)的轉(zhuǎn)矩； ? Tr ——連續(xù)工作轉(zhuǎn)矩； ? Up ——峰值電壓； ? Tp ——峰值轉(zhuǎn)矩； ACB——換向限制曲線； ? CTr ——發(fā)熱限制曲線； ? Ⅰ 區(qū) ——連續(xù)工作區(qū)間； ? Ⅱ 區(qū) ——電機(jī)間歇工作區(qū)間； ? Ⅲ 區(qū) ——瞬時(shí)加速或正、 ? 反轉(zhuǎn)短暫工作區(qū)； ? BTp——去磁限制線； ? DE——瞬時(shí)換向界限。 ? 大慣量直流伺服電機(jī)技術(shù)性能較好，有成本低的可控硅調(diào)壓器，與脈寬調(diào)壓器，在數(shù)控機(jī)床得到廣泛應(yīng)用。 PWM控制 ? 由電工學(xué)知識(shí)，在直流電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場不飽和時(shí)，改變電樞電壓 U，可以改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，從前述分析，轉(zhuǎn)子有機(jī)械慣性，繞組有電磁慣性，機(jī)械時(shí)間常數(shù)、電磁時(shí)間常數(shù)都較大，故電樞電壓可用周期遠(yuǎn)小于電機(jī)械時(shí)間常數(shù)的方波平均電壓來代替。將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成頻率 f＝ 2022HZ的方波電壓 → ? 電機(jī)繞組，通過對(duì)開關(guān)閉合時(shí)間長短控制 →控制電樞繞組兩端的平均電壓達(dá)到調(diào)速的目的。 物理模型 設(shè)閉合時(shí)間 τ，打開時(shí)間為 T－ τ。因 U為常數(shù)，則電樞上電壓的波形是一個(gè)方波列，其高度 U，寬度為 τ，其平均值為： 從上式可看出， 電樞轉(zhuǎn)速 n∝ 脈沖寬度 τ。 ? 目前應(yīng)用的是 PWM晶體管功率放大器，即由兩部分組成： 電壓－脈寬變換器，開關(guān)式功率放大器； 負(fù)載：伺服電機(jī) 。 UUTUd tTU Td ??? ??? ?01式中 δT－ (τ/T)為 導(dǎo)通率或占空比。 為分析方便起見，若忽略電樞電阻 Ra，則電樞電壓方程為： ?????)(,eeedTCunnCuTnCEU?????1）脈寬調(diào)制器 ? 產(chǎn)生 PWM脈沖的環(huán)節(jié) ，所產(chǎn)生的 PWM脈沖 →驅(qū)動(dòng)放大后 →功率放大器斷波放大器。 即 UA(或 UB ) ≥0，滿量程正電壓輸出UA(或 UB )0，滿量程負(fù)電平輸出。 P P P P4四路 PWM信號(hào)經(jīng)延時(shí)處理 → 驅(qū)動(dòng)放大后 → 功放。 三角波發(fā)生器及 PWM調(diào)制原理圖 倍頻式脈寬調(diào)制器 （所謂倍頻式：電機(jī)電樞電壓的頻率是晶體管開關(guān)頻率的兩倍）。 結(jié)論： ? 控制電平 Uc的大 小與電動(dòng)機(jī)電樞兩端的 脈沖電壓寬度成正比， 穩(wěn)態(tài)時(shí)， Uc與 n成正比。 2）晶體管 PWM放大器 ? 即把脈寬調(diào)制后的方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)后，變換為寬度可調(diào)的方波脈沖，加在電樞兩端。 ? 圖中： T1 ~T4； ? 大功率晶體管 ? D1 ~D4： ? 續(xù)流二極管 電機(jī)正轉(zhuǎn)分析 ? a)、 t1 t t2 ， T1 、 T3 均處于高電位，T1(+)，但由于電樞電感作用 T3處于“假導(dǎo)通”狀態(tài)電樞兩端電壓為 0(UA＝ UB) ? b)、 t2 時(shí)刻 T3()、 T4(+)， Ud →T1→ A →電樞 →B→地； UAB 0 ? c)、 t3 時(shí)刻 T1()、 T2(+)、 T4(+)由于電樞電感作用， T2 “假導(dǎo)通”： UAB =0 ? d)、 t4時(shí)刻 T2()、 T1(+)、 T4(+)、 UAB 0 從上分析晶體管從導(dǎo)通 →截 止變化一次，電樞兩端通電狀態(tài)變化了兩次，即電樞電壓頻率是晶體管開關(guān)頻率的兩倍頻。反轉(zhuǎn)狀態(tài)與正轉(zhuǎn)分析類似。 ，頻率可達(dá) 2022HZ，比機(jī)械部件固有頻率高，可以避開機(jī)械共振點(diǎn)； （紋波系數(shù)）為～ ，故電機(jī)發(fā)熱量很小。由于電流接近于直流，電磁轉(zhuǎn)矩恒定，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)； ，即系統(tǒng)能夠響應(yīng)的頻率范圍寬，動(dòng)特性好，有良好的線性。 3） PWM調(diào)速特點(diǎn) PWM雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路圖 數(shù)字 PWM控制系統(tǒng)
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