第6章數(shù)控伺服系統(tǒng)-在線瀏覽
2024-08-30 12:25本頁(yè)面
【正文】 圖的虛線所示，直接對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)。具有很高的位置控制精度。 ? 該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車(chē)床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機(jī)床等。 優(yōu)點(diǎn)：在低速下可以得到很高的輸出力矩 ， 剛性好 ， 時(shí)間常 數(shù)小 、 反應(yīng)快和速度平穩(wěn) 。 噪聲 、 漏油 。 1） 直流伺服系統(tǒng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用大慣量寬調(diào)速永磁直流伺 服電機(jī)和中小慣量直流伺服電機(jī)；主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用他激直流伺 服電機(jī) 。 缺點(diǎn)：有電刷 ， 速度不高 。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 不需維護(hù) 、 適合于在惡劣環(huán)境下工作 。 伺服系統(tǒng)的分類(lèi) 3． 按被控對(duì)象分類(lèi) （ 1） 進(jìn)給伺服系統(tǒng) 指一般概念的位置伺服系統(tǒng) ， 包 括速度控制環(huán)和位置控制環(huán) 。 C 軸控制功能 。 數(shù)控機(jī)床中常用的伺服電機(jī) ： 直流伺服電機(jī) （ 調(diào)速性能良好 ） 交流伺服電機(jī) （ 主要使用的電機(jī) ） 步進(jìn)電機(jī) （ 適于輕載 、 負(fù)荷變動(dòng)不大 ） 直線電機(jī) （ 高速 、 高精度 ） 直流伺服電機(jī)及工作特性 常用的直流電動(dòng)機(jī)有：永磁式直流電機(jī) （ 有槽 、 無(wú)槽 、 杯型 、 印刷繞組 ） 勵(lì)磁式直流電機(jī) 混合式直流電機(jī) 無(wú)刷直流電機(jī) 直流力矩電機(jī) 直流進(jìn)給伺服系統(tǒng)： 永磁式直流電機(jī)類(lèi)型中的 有槽電樞永磁 直流電機(jī) （ 普通型 ） ； 直流主軸伺服系統(tǒng)： 勵(lì)磁式直流電機(jī)類(lèi)型中的 他激直流電機(jī) 。 電樞回路的電壓平衡方程式為 : （ ） Ua─ 電樞上的外加電壓； Ra─ 電樞電阻； Ea─ 電樞反電勢(shì) 。 根據(jù)以上各式可以求得： （ ） aTM IKT ??? ?aaaa ERIU ????ea KE ?M2Teaea TKKRKU ????? ??? 2 直流電機(jī)的工作特性 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零時(shí)： 理想空載轉(zhuǎn)速 （ ） 當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)： 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ( ） 當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)某一負(fù)載 TL時(shí) 電機(jī)轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速的差 （ ） 0aeUK? ???Tgas KRUT ?L2Tea TKKR??? ? 圖 直流電機(jī)的機(jī)械特性 ω（ n） ωO O △ ω TS T TL 2 直流電機(jī)的工作特性 ⑵ 動(dòng)態(tài)特性 直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩平衡方程式為 （ ） 式中 TM ─ 電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩； TL ─ 折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩； ω ─ 電機(jī)轉(zhuǎn)子角速度； J ─ 電機(jī)轉(zhuǎn)子上總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； t ─ 時(shí)間自變量 。 3) 數(shù)據(jù)表： N、 T、 時(shí)間常數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等等。 交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： ◆ 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好； ◆ 輸出功率大 、 電壓和轉(zhuǎn)速提高 交流伺服電機(jī)形式： ◆ 同步型交流伺服電機(jī)和 ◆ 異步型交流感應(yīng)伺服電機(jī) 。 ② 液體冷卻電機(jī) ③ 內(nèi)裝式主軸電機(jī) 速度控制 概述： 速度控制系統(tǒng)由速度控制單元、伺服電機(jī)和速度檢測(cè)裝置 組成。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)： 是保證軌跡、尺寸和形位精度的。在整個(gè)速度范圍內(nèi)，保持恒轉(zhuǎn)矩。 主運(yùn)動(dòng)： 主要無(wú)級(jí)調(diào)速，但還要有下面的控制功能： ⑴ 主軸于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的同步控制； ⑵ 準(zhǔn)?？刂?； ⑶ 分度控制； ⑷ 恒線速度控制。 直流進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度控制 1.、 直流伺服電機(jī)的調(diào)速原理 根據(jù)機(jī)械特性公式可知調(diào)速有二種方法 :電樞電壓 Ua和 氣隙磁通 Φ ⑴ 改變電樞外加電壓 Ua :由于繞組絕緣耐壓的限制，調(diào)壓只能在額定 轉(zhuǎn)速以下進(jìn)行。 ⑵改變氣隙磁通量 Φ： 改激磁電流即可改 Φ，在 Ua恒定情況下，磁場(chǎng)接 近飽和，故只能弱磁調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以上進(jìn)行。 ◆ 晶閘管（可控硅） 調(diào)速系統(tǒng) ◆ 晶體管脈寬調(diào)制（ PWM） 調(diào)速系統(tǒng) ?????? ??????? 0M2Teaea TKKRKUnnTCC RCUn 0M2Teaea ??? ???????（ ） （ ） (1) 晶閘管調(diào)速系統(tǒng) 1）系統(tǒng)的組成 包括 控制回路 ：速度環(huán)、電流環(huán)、觸發(fā)脈沖發(fā)生器等。 速度環(huán)：速度調(diào)節(jié)（ PI），作用：好的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。作用：加快響應(yīng)、啟動(dòng)、低頻穩(wěn)定等。 可控硅整流放大器：整流、放大、驅(qū)動(dòng)，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 原理 ： 三相整流器，由二個(gè)半波整流電路組成。為構(gòu)成回路，這二組中必須各有一 個(gè)可控硅同時(shí)導(dǎo)通。每 組內(nèi)（即二相間）觸發(fā)脈沖相位相差 120186。 按管號(hào)排列，觸發(fā)脈沖的順序： 123456，相鄰之間相位差 60186。既每個(gè)觸發(fā)脈沖在導(dǎo)通 60186。小于 120186。 120176。 60176。 60176。 觸發(fā)脈沖提前 來(lái)，增大整流輸出 電壓；觸發(fā)脈沖延 后來(lái)，減小整流輸 出電壓。 沒(méi)反饋是開(kāi)環(huán)，特性軟。 ③ 觸發(fā)脈沖發(fā)生器：正弦波同步鋸齒波觸發(fā) 電路，與 F直流信號(hào)疊加。 （ 2） 晶體管脈寬調(diào)制（ PWM）調(diào)速系統(tǒng) 1）系統(tǒng)的組成及特點(diǎn) usr us f 整流 ? 速度調(diào)節(jié)器 ? 電流調(diào)節(jié)器 脈寬調(diào)節(jié) 振蕩器 基極驅(qū)動(dòng) M G 電流反饋 U～ 功放 ① 主回路： 大功率晶體管開(kāi)關(guān)放大器； 功率整流器。 區(qū)別： 與晶閘管調(diào)速系統(tǒng)比較，速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器原理一樣。 直流脈寬調(diào)調(diào)制的基本原理 周期不變 周期不變 脈寬 脈寬 脈寬 脈寬 平均直流電壓 U ωt 功率放大器中的大功率晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)頻率保持恒定，用調(diào)整開(kāi)關(guān)周期內(nèi)晶體管導(dǎo)通時(shí)間（即改變基極調(diào)制脈沖寬度）的方法來(lái)改變輸出。 脈寬的變化使電機(jī)電樞的直流電壓隨著變化。 H型： 又分為 雙極式、單極 式和受限單極 式三種。分 別加到 T1 、 T T3 、 T4的基極?？焖傩院?。 ③電源的功率因數(shù)高 :
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