伺服系統(tǒng)技術-展示頁
2024-10-15 15:43本頁面
【正文】 作用在步進電機軸的總的負載轉矩按下式計算： ??????????ipFipFipFJJTTTTTdmFfm2)122)(2(00m a x?? ????????等效轉動慣量的計算 其中： Jm是電機軸自身的轉動慣量（ ） Jd是系統(tǒng)折算到電機軸的總的轉動慣量（ ） 是電機啟動、制動時的角加速度（ rad/s2） F 作用在工作臺的摩擦力（ N） FW作用在工作臺的外力（ N） 伺服系統(tǒng)傳動鏈的總效率（取 — ） 絲杠螺母預緊時的傳動效率（取 ） F0絲杠螺母預緊時的力（ N） P是絲杠螺距（ mm） i是總傳動比 ???0?? 基本公式 281 mdJ ? 圓柱體 ?? ldm 24?其中： ? Jd的計算 對上圖所示的的系統(tǒng)，折算到電機軸的轉動慣量 Jd由幾部分組成： ? 電機軸的轉動慣量 Jm ? 齒輪 Z1的轉動慣量 JZ1 ? 齒輪 Z2的轉動慣量 JZ2和絲杠的轉動慣量 JS折算到電機軸的轉動慣量 ? 工作臺折算到電機軸的轉動慣量 對于直線移動的工作臺，折算到絲杠軸的轉動慣量為： 2)( 2?pMJ ?絲杠軸折算到電機軸的轉動慣量為： ?????? ??? 22 )2(12 ?pJJiJ Msz因此，折算到電機軸的等效轉動慣量 Jd為： ?????? ????? 22 )2(121 ?pJJiJJJ Mszzmd對于齒輪齒條傳動的工作臺，折算到驅動軸的轉動慣量為： 對于帶傳動的工作臺，折算到驅動軸的轉動慣量為： 2)( ?vMJ ?2RMJ ? R為齒輪分度圓半徑 為驅動軸的角速度 ?v為工作臺的速度 六、步進電機的驅動控制電路 步進電機使用脈沖電源工作，其驅動電路方式有多種： ? 單電壓驅動（見 p55） ? 雙電壓驅動（見 p56） ? 斬波恒流驅動（電流驅動） ? 細分驅動 對控制繞組中的電流進行細分，把步距角細分成若干步完成 CLK 六、步進電機的單片機控制 步進電機的驅動電路根據(jù)控制信號工作，控制信號由單片機（或計算機） 產生，其基本控制作用如下： ? 控制換相順序（也稱脈沖分配） ? 控制轉向（正反序通電） ? 控制速度（由單片機發(fā)出的脈沖頻率的大小決定） 167。 最大靜轉矩 Tmax與相數(shù)、拍數(shù) 一般根據(jù) TL ≤ （ 30～ 50%） Tmax選擇 Tmax 其中 TL為把負載折合到步進電機軸的負載力矩，若相數(shù)、拍數(shù)較多，可選 ，否則選 ，考慮控制回路的復雜和經濟程度，一般取相數(shù)較少的。 五、步進電機參數(shù)設計 脈沖當量 δ ：步進電機每接受一個脈沖時，工作臺走過的位移 單位為 mm/pulse δ= ～ 精密機床 ～ 數(shù)控機床 ～ 一般機床 角脈沖當量 δ α ：就是步距角 α( 176。 依次按 ABC， ABC… 通電流，轉子就跟隨磁場一步一步轉動，若需反向 轉動，只需改變通電相序 ACB， ACB… 。 ? 同理， C相磁極中心線上應是 n號齒： ??? ? 4 0 ??n即 C相磁極中心線是轉子的第 26個齒再過 6176。 ? 當 A相磁極與轉子的齒對齊時，即定子齒與轉子齒對齊時， 磁導率最大， 磁阻最小 ， 就會產生右圖所示的 B、 C相磁極錯齒情況： 在 B相磁極中心線上應是 m號齒： ??? ? ??m顯然， B相磁極中心線是轉子的第 13個齒再過 3176。 如圖示，定子有三對磁極 AA， BB，CC，若轉子有 40個齒，則轉子的齒距角為： ?? 9403 6 0 ??z?定子每相磁極有 5個齒，其齒距寬度 與轉子一樣，則相鄰兩個齒的夾角必 定是 9176。 步進電機伺服驅動 一、步進電機工作原理 步進電機是將 電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰?的電氣執(zhí)行元件，電機繞組每接受一個脈沖，轉子轉過相應的角度（即 步距角 ），低頻率運行時，明顯可見電機軸是一步一步轉動的，故稱為步進電動機。 伺服 驅動電機一般是指： 步進 電機（ Stepping Motor） 直流伺服 電機 (DC Servo Motor) 交流伺服 電機 (AC Servo Motor) 5 三種電機驅動的特點： 步進 電機 ?轉角與數(shù)字脈沖成比例，可構成直接數(shù)字控制 ?構成廉價的開環(huán)系統(tǒng) ?控制系統(tǒng)控制較簡單 DC伺服 電機 ?高響應、高功率密度 ?可實現(xiàn)高精度的數(shù)字控制 ?換向器件需維護 AC伺服 電機 ?具有 DC伺服電機的全部優(yōu)點 ?需要磁極位置檢測器 ?無接觸換向器件，維護方便 機電一體化系統(tǒng)對伺服電機的基本要求： 性能密度大 6 兩方面含義 功率密度大（ PW） 比功率大（ dP/dt） WPPW ?功率密度指單位重量的輸出功率： 比功率指功率對時間微分： NN TTdtdTTdtddtdP????? )(因為，電機轉動時的動力學方程為： dtdJTmN??因此，比功率為： mN JTdtdP /2?快速性好；調速范圍寬（ 1： 1000以上）；適應啟停頻繁的工作要 求等。 1 第五章 伺服系統(tǒng)技術 電氣控制裝置 機械執(zhí)行 裝置 執(zhí)行元件 傳 感 器 電氣控制裝置部分 機械執(zhí)行裝置部分 ? 在控制信號傳遞路線上，以執(zhí)行元件作為接口 ? 在反饋信號傳遞路線上，以傳感器作為接口 由兩部分組成： 圖 伺服系統(tǒng)組成
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