【正文】 f IR + E1 ES 2）主回路 工作原理 組成 ： 由大功率晶閘 管構(gòu)成的三相全控橋式（三相全波）反并接可逆電路， 分成二大部分（ Ⅰ 和 Ⅱ ），每部分內(nèi)按三相橋式連接，二組反并接， 分別實現(xiàn)正轉(zhuǎn) 和反轉(zhuǎn)。 觸發(fā)脈沖發(fā)生器：產(chǎn)生移相脈沖，使可控硅觸發(fā)角前移或后移。 電流環(huán)：電流調(diào)節(jié) (P或 PI)。 主回路： 可控硅整流放大器等。屬于恒功率調(diào)速。屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 速度控制： 主要是調(diào)速，調(diào)速有機械 、 液壓和電氣方法，電氣調(diào) 速最有利于實現(xiàn)自動化。與 主運動相比功率較小。不但有速度控制， 還有位置控制。分為主運動和進(jìn)給運動。 1．永磁交流同步伺服電機的結(jié)構(gòu)和工作原理 交流同步伺服電機的種類： 勵磁式、永磁式、磁阻式和磁滯式 （ 1）永磁交流同步伺服電機的結(jié)構(gòu) VS 定 子 轉(zhuǎn)子 脈沖編碼器 定子三相繞組 接線盒 圖 6﹒ 11 永磁交流同步伺服電機結(jié)構(gòu) 1．永磁交流同步伺服電機的結(jié)構(gòu)和工作原理 1． 永磁交流同步伺服電機的結(jié)構(gòu)和工作原理 （ 2） 永磁交流同步伺服電機工作原理和性能 n（ r/min） VS N ns nr θ S 圖 6﹒ 12 工作原理 圖 6﹒ 13 特性曲線 T（ Ncm） 12022 10000 8000 6000 4000 2022 0 1000 2022 3000 Ⅰ Ⅱ 2．交流主軸伺服電機的結(jié)構(gòu)和工作原理 交流主軸電機的要求： ? 大功率 ? 低速恒轉(zhuǎn)矩 、 高速恒功率 鼠籠式交流異步伺服電機 圖 6﹒ 14交流主軸電機與普通交流 異步感應(yīng)電機的比較圖示意圖 圖 6． 15 交流主軸伺服電機的特性曲線 交流主軸電機 普通交流 異步感應(yīng)電機 通風(fēng)孔 P（ KW） 8 6 4 2 0 2022 4000 6000 8000 12022 n（ r/min） 交流伺服電機的發(fā)展 （ 1） 永磁交流同步伺服電機的發(fā)展 ① 新永磁材料的應(yīng)用 釹鐵硼 ② 永久磁鐵的結(jié)構(gòu)改革 內(nèi)裝永磁交流同步伺服電機 ③ 與機床部件一體化的電機 空心軸永磁交流同步伺服電機 （ 2） 交流主軸伺服電機的發(fā)展 ① 輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電機 三角 星形切換 ， 繞組數(shù)切換或二者組合切換 。 3．永磁直流伺服電機的工作特性 d% 80 110% 120% 60 130% 140% 40 160% d 180% 20 200% 0 1 3 tR 6 10 30 60 100 tR(min) 圖 6﹒ 9負(fù)載 工作周期曲線 M/（ Ncm） 轉(zhuǎn)矩極限 12022 10000 瞬時換向極限 8000 Ⅲ 6000 Ⅱ 換向極限 速度極限 4000 溫度極限 2022 Ⅰ 0 500 1000 1500 n 圖 6﹒8 永磁直流伺服電機工作曲線 Ⅰ 區(qū)為連續(xù)工作區(qū)； Ⅱ 區(qū)為斷續(xù)工作區(qū)，由負(fù)載 工作周期曲線決定工作時間； Ⅲ 區(qū)為瞬時加減速 區(qū) 4．主軸直流伺服電機的工作原理和特性 O nj nmax n P,T 1 2 圖 直流主軸電機特性曲線 1轉(zhuǎn)矩特性曲線 2功率特性曲線 2 交流伺服電機及工作特性 直流伺服電機的缺點： ◆ 它的電刷和換向器易磨損； ◆ 電機最高轉(zhuǎn)速的限制 ， 應(yīng)用環(huán)境的限制； ◆ 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 制造困難 ， 成本高 。 dtdJTT LM ??? 3．永磁直流伺服電機的工作特性 (1) 永磁直流伺服電機的性能特點 1) 低轉(zhuǎn)速大慣量 2) 轉(zhuǎn)矩大 3) 起動力矩大 4) 調(diào)速泛圍 大 ， 低速運行平穩(wěn) ， 力矩波動小 (2) 永磁直流伺服電機性能用特性曲線和數(shù)據(jù)表描述 1) 轉(zhuǎn)矩 速度特性曲線 （ 工作曲線 ） 2) 負(fù)載 工作周期曲線 過載倍數(shù) Tmd， 負(fù)載工作周期比 d。 電樞反電勢與轉(zhuǎn)速之間有以下關(guān)系： （ ） Ke─ 電勢常數(shù)； ω─ 電機轉(zhuǎn)速 （ 角速度 ） 。 1．直流伺服電機的結(jié)構(gòu) 極靴 機殼 瓦狀永磁材料（定子） 電樞（轉(zhuǎn)子） 換向極 主磁極 定子 轉(zhuǎn)子 線圈 圖 圖 2 一般 直流電機的工作特性 ⑴ 靜態(tài)特性 電磁轉(zhuǎn)矩由下式表示 : （ ） KT — 轉(zhuǎn)矩常數(shù)； Φ— 磁場磁通； Ia — 電樞電流； TM — 電磁 轉(zhuǎn)矩 。 4． 按反饋比較控制方式分類 （ 1） 脈沖 、 數(shù)字比較伺服系統(tǒng) （ 2） 相位比較伺服系統(tǒng) （ 3） 幅值比較伺服系統(tǒng) （ 4） 全數(shù)字伺服系統(tǒng) 伺服電動機 伺服電動機 為數(shù)控伺服系統(tǒng)的重要組成部分 ， 是速 度和軌跡控制的執(zhí)行元件 。 （ 2） 主軸伺服系統(tǒng) 只是一個速度控制系統(tǒng) 。 動 態(tài)響 應(yīng)好 、 轉(zhuǎn)速高和容量大 。 2） 交流伺服系統(tǒng) 交流感應(yīng)異步伺服電機 （ 一般用于主軸伺服系 統(tǒng) ） 和永磁同步伺服電機 （ 一般用于進(jìn)給伺服系統(tǒng) ） 。 優(yōu)點：調(diào)速性能好 。 （ 2） 電氣伺服系統(tǒng) 伺服電機 （ 步進(jìn)電機 、 直流電機和交流電機 ） 優(yōu)點：操作維護方便 ， 可靠性高 。 缺點：液壓系統(tǒng)需要供油系統(tǒng) ， 體積大 。 伺服系統(tǒng)的分類 2． 按使用的執(zhí)行元件分類 （ 1） 電液伺服系統(tǒng) 電液脈沖馬達(dá)和電液伺服馬達(dá) 。 ? 由于位置環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)試都相當(dāng)困難。 位置控制調(diào)節(jié)器 速度控制 調(diào)節(jié)與驅(qū)動 檢測與反饋 單元 位置控制單元 速度控制單元 + + 電機 機