數(shù)控技術(shù)伺服2(參考版)
2024-08-01 21:20本頁面
【正文】 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，動特性好，有良好的線性。反轉(zhuǎn)狀態(tài)與正轉(zhuǎn)分析類似。 2）晶體管 PWM放大器 ? 即把脈寬調(diào)制后的方波信號驅(qū)動后，變換為寬度可調(diào)的方波脈沖，加在電樞兩端。 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）。 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。 UUTUd tTU Td ??? ??? ?01式中 δT－ (τ/T)為 導(dǎo)通率或占空比。因 U為常數(shù)，則電樞上電壓的波形是一個方波列，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。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，通過對開關(guān)閉合時間長短控制 →控制電樞繞組兩端的平均電壓達(dá)到調(diào)速的目的。 ? 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。 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。由于電機(jī)本身慣量大，輸出力矩大，可直接驅(qū)動負(fù)載，無需機(jī)械減速傳動鏈。轉(zhuǎn)矩常數(shù) Cm=PN/(2πa) ,為了得到大的輸出力矩，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，增加磁極對數(shù) p使 cm增加 。 ? 1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ? 大慣量直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖，激勵方式為永磁式。 小結(jié)： 機(jī)械特性的斜率 K減小，特性硬，則電機(jī)時間常數(shù) τj降低，過渡過程短；反之， K增大，過渡過程長。從上式看出，直流伺服電機(jī)是一個慣性環(huán)節(jié)。 ? τd——電磁時間常數(shù)，表示加上電樞電壓后，電樞 ? 電流達(dá)到額定值的過渡過程時間。 ? 但過渡過程中 ,T主要用來克服 J dω/dt ,Ts所占比 例很小 ,可忽略。 機(jī)械慣性和電磁慣性相互影響，構(gòu)成了電機(jī)總過渡過程，一般 電磁過渡過程比機(jī)械過渡過程短，可忽略。 機(jī)械慣性： 由于電機(jī)和負(fù)載都有慣量，故轉(zhuǎn)速 n不能突變，轉(zhuǎn)動慣量 J是造成機(jī)械過渡過程的原因。n=f (t) 動特性的本質(zhì)是由過渡過程來描述的。 ? （因為 Ce、 Cm中均為常數(shù)）所以 Ra增大、 K增大，反之亦然。 ? 機(jī)械特性的斜率 K也可用 k ＝ Δn/ ΔT表示； K↑，則對應(yīng)于某一轉(zhuǎn)矩△ T變化，轉(zhuǎn)速△ n↑,說明機(jī)械特性軟。 效率與轉(zhuǎn)速成正比。 （ 3）由于電阻的不連續(xù)調(diào)節(jié)， 因此速度調(diào)節(jié)不平滑， 屬有級調(diào)速。 （ 2）低速時， 機(jī)械特性很軟， 當(dāng)負(fù)載變化時， 轉(zhuǎn)速波動很大。 電樞回路串電阻調(diào)速的方法， 只能從基速往下調(diào)。 串入電樞回路的電阻越大， 轉(zhuǎn)速越低。 ? 缺點(diǎn)： 單方向調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速調(diào)得過高，勵磁過弱， 電樞電流變大， 換向變壞， 出現(xiàn)不穩(wěn)定。 If1 P If2 Q If1If2 從兩個穩(wěn)定點(diǎn) P、 Q對應(yīng)轉(zhuǎn)速說明減小勵磁可以使轉(zhuǎn)速升高。 調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)： T n 改變勵磁調(diào)速 改變勵磁電流調(diào)速，實際上是減少勵磁電流的調(diào)速， 所以又稱弱磁調(diào)速。 （ 3）可平滑調(diào)節(jié)端電壓， 使轉(zhuǎn)速平滑調(diào)節(jié)，實現(xiàn)無級調(diào)速。 （ 2）由于特性硬度不變，低速時由于負(fù)載變化引起的轉(zhuǎn)速波動不大。 T n U1 U1U2U3 U2 U3 P Q 電壓越低， 轉(zhuǎn)速越低， 調(diào)速方向從基值往下調(diào)。 伺服電機(jī)的工作原理和普通直流電機(jī)相同，當(dāng)定子中的磁勵磁通和轉(zhuǎn)子中的電流相互作用時，會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電樞轉(zhuǎn)動，恰當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)動電樞電流的大小和方向，就可以控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速，當(dāng)電樞電流“ 0”，伺服電機(jī)停滯不動。轉(zhuǎn)子由硅鋼片迭積而成，轉(zhuǎn)子上外圓有槽，槽內(nèi)有中樞繞組，繞組通過換向器和電刷引出。 ?直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與直流電機(jī)相同，由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。 60年代出現(xiàn)了小慣量直流伺服電機(jī)， 70年代初出現(xiàn)了大慣量寬調(diào)速伺服電機(jī)；目前，許多數(shù)控機(jī)床采用大慣量直流伺服電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制得到了廣泛應(yīng)用。 ? ? 如輸入的 Di↑D k則 Di→D/A →A輸出為 VREFK，則為（過程為） ? Di→D k→VREF→ VREFK→Vb → iL→ iLk 1） 從 8位單片機(jī)送出的數(shù)據(jù) D
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