數(shù)控技術(shù)第四章開環(huán)伺服系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-07-13 04:57本頁面
【正文】 定子繞組 通斷電轉(zhuǎn)換頻率 → 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速 定子繞組 通斷電次數(shù) → 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)角 三相單三拍 A →B →C →A （ K=1） 三相雙三拍 AB →BC →CA →AB （ K=1） 三相六拍 A →AB →B →BC →C →CA →A （ K=2） ? 通斷電方式 下一頁 上一頁 步進電機原理動畫演示. e x e返回 第四章 進給伺服系統(tǒng) 最高工作頻率（ fmax） 加減速特性 啟動矩頻特性 運行矩頻特性 啟動頻率（ fst） 步距角（ θ ） 及步距誤差 0 4 8 12 16123f/ 103Hz步進電機的轉(zhuǎn)矩 頻 率特性下一頁 上一頁 1) 步距角（ θ ） 及步距誤差 步距角 是兩個 相臨脈沖時間 內(nèi) 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)過的角度 ,一般來 說 步距角越小 ,控制越精確。 多相通電時 ,其不僅與上述因素有關(guān) ,還和 各相電流大小 ,磁 路性能 有關(guān)。 它的值也和 負載 有關(guān)。 ? = ? ? t/360i 下一頁 上一頁 返回 2)步進電機選擇步驟 第四章 進給伺服系統(tǒng) ① 初定步進電機 步距角 ，計算 減速比 ，確定 齒輪副 初選步進電機型號，根據(jù)其工作方式，初定步距角 ? i=Z1/Z2= ? ? t / 360 ? ? 確定齒輪副齒數(shù)時，盡量選擇 一級降速 。 下一頁 上一頁 θ: 步進電機步距角 , (o)/脈沖 t : 滾珠絲桿導程 ， mm δ: 脈沖當量 ， mm/脈沖 返回 第四章 進給伺服系統(tǒng) ② 計算慣量 下一頁 上一頁 2)步進電機選擇步驟 設(shè) 傳動系統(tǒng) 如右圖所示： 伺服系統(tǒng)總慣量 JG為 JG=Jm+Jleq 式中： Jm ——步進電機 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 Jleq —— 換算到電機軸上的 等效負載轉(zhuǎn)動慣量 J l e q =∑ J i ( ) + ∑M j ( ) k g mnmi 1 j 12 22n in mV jmnπ2第四章 進給伺服系統(tǒng) 2)步進電機選擇步驟 ② 計算慣量 J l e q =∑ J i ( ) + ∑M j ( ) k g mnmi 1 j 12 22n in mV jmnπ2 nm —— 步進 電機速度 r/min ni —— 第 i個 轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)速 r/min Ji —— 第 i個轉(zhuǎn)動部件的 轉(zhuǎn)動慣量 kg . m2 Vj —— 第 j個移動部件的 移動速度 m/min Mj —— 第 j個移動部件的 質(zhì)量 kg ② 計算慣量 第四章 進給伺服系統(tǒng) 2)步進電機選擇步驟 i. 圖示的 一級 齒輪減速系統(tǒng) n z1n z2n mn z2V=nz2 . t 式中 V——工作臺移動速度 m/min t——絲桿導程 m ② 計算慣量 第四章 進給伺服系統(tǒng) 2)步進電機選擇步驟 式中 Jz1 —— 齒輪 1的轉(zhuǎn)動慣量 kg . m2 Jz2 —— 齒輪 2的轉(zhuǎn)動慣量 kg . m2 Js —— 絲桿 2的轉(zhuǎn)動慣量 kg . m2 Mw —— 工作臺的質(zhì)量 kg 2 2 22212 ( ) ( ) ( )2wzzl e q z z s wm m mVnnJ J J J Mn n n?? ? ? ?212 2 2 2 22211411 [ 2 ]24wz z swMtJ J Ji i iMtJ z J z J si??? ? ? ?? ? ? ?② 計算慣量 第四章 進給伺服系統(tǒng) 2)步進電機選擇步驟 其中 ，齒輪、絲桿的 轉(zhuǎn)動慣量 （ J） 可按圓柱體轉(zhuǎn)動慣量計算 7 .8 1 0 1 3 D 4 LKg/cm3 式中 D —— 齒輪分度圓直徑或絲桿名義直徑 mm L —— 齒輪寬度或絲桿長度 mm γ—— 材料比重 kg/cm3 ② 計算慣量 第四章 進給伺服系統(tǒng) 2)步進電機選擇步驟 ii. 對下圖所示的 二級 齒輪減速系統(tǒng) MZ1Z2Z3Z4V wFL uM211,Zi Z? 423,Zi Z?122 3 42 2 2 21 1 211[ ] [ ]4wl e q z z z z sMtJ J J J J Ji i i ?? ? ? ? ? ? ③ 計算轉(zhuǎn)矩 系統(tǒng)所需轉(zhuǎn)矩包括 加速轉(zhuǎn)矩 和 等效負載轉(zhuǎn)矩 i. 快速空載啟動時所需轉(zhuǎn)矩 M M = Mamax+Mf 式中 : Mamax ——快速空載啟動時 產(chǎn)生最大加速度 所需轉(zhuǎn)矩 N?m Mf ——克服摩擦力 所需轉(zhuǎn)矩 N?m 2)步進電機選擇步驟 第四章 進給伺服系統(tǒng) ③ 計算轉(zhuǎn)矩 2)步進電機選擇步驟 第四章 進給伺服系統(tǒng) 由 動力學 知： m a x()toaM J J T??? ?? ? ? ?式中 ： J——系統(tǒng)總慣量 Ns2 ε——步進電機轉(zhuǎn)子的 角加速度 r/s2 ωo——初速度 r/s ωt——末速度 r/s T ——加速時間 s ③ 計算轉(zhuǎn)矩 2)步進電機選擇步驟 第四章 進給伺服系統(tǒng) ?對于空載啟動時 ω0=0， T為升速 時間常數(shù)，則 ωt為升速 T秒后電機的角速度此時的 等效負載轉(zhuǎn)矩 主要是 T作臺移 動的 磨擦力 引起的。m Mf為 克服磨擦所需轉(zhuǎn)矩 Nm ③ 計算轉(zhuǎn)矩 2)步進電機選擇步驟 第四章 進給伺服系統(tǒng) 設(shè)與運動方向相反的最大切削力為 ,垂直于等軌的 切削分力為 。 若 Mq 大于 計算出 的快速空載啟動 所需 力矩 ，則說明所選步進電機能滿足快速空載啟動時所需啟 動力矩要求。 若 M大于 計
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