數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)和常用驅(qū)動(dòng)元件-wenkub.com
2024-12-30 01:55 本頁(yè)面
【正文】 適用于大功率的直流伺服電機(jī)調(diào)速控制2023年 3月 9日 星期二 機(jī)床數(shù)控技術(shù) 572023年 3月 9日 星期二 機(jī)床數(shù)控技術(shù) 58（ PWM）調(diào)速系統(tǒng)具有很好的調(diào)速性能，在精度和速度要求較高的直流伺服電機(jī)調(diào)速控制。 若繞組中的電流經(jīng)若干階梯上升到額定值，或經(jīng)若干階梯下降至零值，即在每次輸入脈沖切換時(shí)，不是將繞組電流全部通入或切除，而是改變相應(yīng)繞組中額定電流的一部分。③ 成本較低且便于維修。 其基本設(shè)計(jì)思路是求出脈沖分配器輸出的狀態(tài)字，并將其組成的狀態(tài)表存入 EPROM中。工作方式有單 m拍、雙 m拍及 2m拍等， m是電動(dòng)機(jī)的相數(shù)。脈沖分配有硬件和軟件兩種控制方法：硬環(huán)分、軟環(huán)分。 電機(jī)轉(zhuǎn)速f—— 交流電源的頻率（ Hz）；p—— 定子和轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)；nr—— 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（ r／ min）；ns—— 同步轉(zhuǎn)速（ r／ min）；s—— 滑差率。 工作原理： 由定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一起運(yùn)行。1234圖 415 三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的橫剖面1— 定子 2— 永久磁鐵 3— 軸向通風(fēng)孔 4— 轉(zhuǎn)軸21 3 456圖 416 三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的縱剖面1— 定子 2— 轉(zhuǎn)子 3— 壓板 4— 定子三相繞組 5— 脈沖編碼器 6— 出線盒三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的工作原理 它由定子、轉(zhuǎn)子和檢測(cè)元件三部分組成 。電刷、換向器易磨損，維護(hù)不便；216。 調(diào)速范圍大，與高性能的速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)時(shí)，調(diào)速范圍超過(guò) 10000；216。 目前數(shù)控機(jī)床廣泛采用這類(lèi)電動(dòng)機(jī)構(gòu)成閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)。 —— 具有較高的力矩 /慣量比 (1)小慣性直流伺服電機(jī) 響應(yīng)快，低速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定而均勻，能頻繁啟動(dòng)與制動(dòng)。 調(diào)速范圍很寬，常用于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)調(diào)速。（ 2）伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載能力。 20世紀(jì) 70~80年代中期，直流伺服電機(jī)在 NC機(jī)床中廣泛采用 。 (4) 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩 . (5) 帶載啟動(dòng)頻率應(yīng)為空載啟動(dòng)頻率的一半 . 圖 411步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的典型結(jié)構(gòu)采用減速齒輪的作用：① 容易配置出所要求的脈沖當(dāng)量；② 減小工作臺(tái)和絲杠折算到電動(dòng)機(jī)軸上的慣量；③ 增大工作臺(tái)的推力。在選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)驅(qū)動(dòng)對(duì)象的轉(zhuǎn)矩、精度和控制特性來(lái)選擇。其值遠(yuǎn)大于啟動(dòng)頻率 。衡量承載能力轉(zhuǎn)子定子(3)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tq和啟動(dòng)頻率 fq 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)距 Tq負(fù)載力矩 Tq啟動(dòng)頻率 fq空載時(shí)，步進(jìn)電機(jī)由靜止突然啟動(dòng)并進(jìn)入不丟步的正常運(yùn)行所允許的最高頻率。 (2)靜態(tài)矩角特性和最大靜轉(zhuǎn)矩 當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單相通直流電時(shí)，轉(zhuǎn)子處于靜態(tài)。等。 式中 m—— 定子相數(shù)； z—— 轉(zhuǎn)子齒數(shù)； k—— 通電系數(shù)， 若連續(xù)兩次通電相數(shù)相同為 1， 若不同則為 2。 （ 3）有一定的步距精度，沒(méi)有累積誤差。 但各極的齒依次與轉(zhuǎn)子的齒錯(cuò)開(kāi)齒距的 1／ 3(三相三拍 )或 1/6(三相六拍 )。通常的步距角是 3176。 每步轉(zhuǎn)過(guò) 15176。圖 45 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1— 定子 2— 繞組 3— 轉(zhuǎn)子工作方式：? 三相單三拍? 三相雙三拍? 三相單雙六拍 (1) 三相單三拍工作方式 ——通電順序 A→ B→ C→ A轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)通電順序 A→ C→ B→ A轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一拍 —— 從一相通電換接到另一相通電三相激磁繞組依次單獨(dú)通電運(yùn)行為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上只有 4個(gè)齒 缺點(diǎn)： 易在切換瞬間失去自鎖轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生失步，或在平衡位置產(chǎn)生振蕩。用于小容量、低速、精度要求不高的場(chǎng)合，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控；打印機(jī)、繪圖機(jī)等計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備。但可對(duì)這類(lèi)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。3. 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)w半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置 (常用伺服電機(jī) )或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)，不是直接檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。特點(diǎn)：2. 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，直接對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)。電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、 B相C相、 …f、 nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率 f脈沖個(gè)數(shù) n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大n 無(wú)位置反饋，精度不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。1. 作
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