【正文】 放大 2023/1/18 伺服系統(tǒng)的分類 ? 無(wú)位置反饋，精度相對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。 ? 這類系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動(dòng)力矩不大的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。 2023/1/18 伺服系統(tǒng)的分類 ? 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) ? 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置 (常用伺服電機(jī) )或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)，不是直接檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。 ? 由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差難以消除。但可對(duì)這類誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因而仍可獲得滿意的精度。 2023/1/18 伺服系統(tǒng)的分類 ? 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) ? 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖的虛線所示，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 2023/1/18 3． 按被控對(duì)象分類 （ 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 ） 2023/1/18 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： （ ） 2 一般 直流電機(jī)的工作特性 aTM IKT ??? ? aaaa ERIU ?? ??ea KE M2Teaea TKKRKU ????? ???2023/1/18 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 （ ） 2一般 直流電機(jī)的工作特性 ??ea0 KU??Tgas KRUT ? L2Tea TKKR??? ?ωO △ ω 圖 直流電機(jī)的機(jī)械特性 ω（ n） ωO O △ω TS T TL 2023/1/18 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) 交流伺服電機(jī)的發(fā)展 2023/1/18 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)停控制； ⑶ 分度控制； ⑷ 恒線速度控制。 2023/1/18 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) ??????