數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)與監(jiān)測(cè)-在線(xiàn)瀏覽
2025-02-02 10:29本頁(yè)面
【正文】 繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子在 Л到 Л之間任何一個(gè)位置停留，當(dāng)定子通電后，轉(zhuǎn)子與定子齒都會(huì)對(duì)準(zhǔn)，回到初始平衡位置；所以把空載靜穩(wěn)定區(qū)定為 Л到 Л之間。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角之間關(guān)系接近正弦變化，稱(chēng)之為矩角特性（圖 65中下圖）。 ? 顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)子加上負(fù)載后，其負(fù)載靜穩(wěn)定區(qū)在 Л/2Ｏ＜ θ＜ Л/2之間。 ? 當(dāng)多相通電時(shí)，矩角特性可由單項(xiàng)矩角特性以矢量和的方式算出，當(dāng)繞組數(shù)大于 3時(shí)，多相通電多數(shù)能提高靜態(tài)轉(zhuǎn)矩（見(jiàn)表 62）。 表 62 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多相通電時(shí)的轉(zhuǎn)矩 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相數(shù) 3 4 5 同時(shí)通電相數(shù) 1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 合成轉(zhuǎn)矩/Tmax 1 1 1 1 1 1 2 (2)最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tq 圖 66表示三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性，圖中相連兩個(gè)矩角 性的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tq，它代表步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單相勵(lì)磁時(shí)所能代動(dòng)的極限轉(zhuǎn)矩。顯然，如果負(fù)載 T1Tq， A、B相的切換無(wú)法使轉(zhuǎn)子到達(dá)新的平衡位置 n，而產(chǎn)生“失步“現(xiàn)象。 ?根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)、拍數(shù)選取起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，見(jiàn)表 63。 起動(dòng)頻率和起動(dòng)特性 ?起動(dòng)頻率是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不失步起動(dòng)所能施加的最高控制脈沖頻率。在有負(fù)載情況下，不失步起動(dòng)所允許的最高頻率將大大降低。 表 63 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相數(shù)、拍數(shù)、最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩表 運(yùn)行方式 相數(shù) 3 4 5 6 拍數(shù) 3 6 4 8 5 10 6 12 Tq/Tmax ?步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶一定負(fù)載起動(dòng)后，連續(xù)緩慢提高脈沖頻率直到不丟步運(yùn)行的最高頻率稱(chēng)為運(yùn)行頻率。因此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常采用升降速控制，起停時(shí)頻率降低，正常運(yùn)行時(shí)，頻率升高。 頻率選擇時(shí)因滿(mǎn)足下式 ft≥[fop] (64) ?式中 ft—— 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)極限起動(dòng)頻率； [fop]—— 要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最高起動(dòng)頻率。一般電動(dòng)機(jī)由一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)變化到另一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子要在新的穩(wěn)定點(diǎn)附近來(lái)回振蕩若干次，最后才穩(wěn)定下來(lái)。這種狀態(tài)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠跟隨輸入脈沖可靠的工作。 （ 3）低頻共振 當(dāng)脈沖頻率介于及低頻和高頻之間，容易接近于電動(dòng)機(jī)本身的振蕩頻率，這時(shí)電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，甚至失步無(wú)法工作。一般不允許步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在共振頻率下運(yùn)行。 應(yīng)用舉例 ?下面舉一個(gè)模擬工作臺(tái)的例子。設(shè)①絲桿軸向的負(fù)載 Fa=500N；②最大進(jìn)給速度 vmax=；③脈沖當(dāng)量δ=；④傳動(dòng)的總效率是 。 ?設(shè)選用的徚進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步矩角 θs=176。2π 工作臺(tái)克服負(fù)載 Fa、位移 δ所做的功 Wa=Fa*δ 根據(jù)能量守恒 WDη=Wa 得 Tq=360176。**5000/2*4*。它的Tmax=,θs=176。 fmax=7000。脈沖分配有兩種方式：一種是硬件脈沖分配，另一種是軟件分配，是由計(jì)算機(jī)的軟件完成的。目前已經(jīng)有很多可靠性高、尺寸小、使用方便的脈沖分配器供選擇。 ?目前市場(chǎng)提供的國(guó)產(chǎn) TTL脈沖分配器有三相（ YBO13）、四相（ YBO14）、五相（ YBO15）和六相（ YBO16），均為 18個(gè)管腳的直插式封裝。 ?這兩種脈沖分配器的工作方式基本相同，當(dāng)各個(gè)引腳連接好之后，主要通過(guò)一個(gè)脈沖輸入端，控制步進(jìn)的速度；一個(gè)輸入端控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向；并有與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相數(shù)相同數(shù)目的輸出端分別控制電動(dòng)機(jī)的各相。圖 69所示是一個(gè) 8031單片機(jī)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路接口的框圖。當(dāng)采用三相六拍方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的通常順序?yàn)?AABBBCCCAA；電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的順序?yàn)?AACCCBBBAA。蛇 P1的某口為高電平時(shí)，相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相通電。計(jì)算機(jī)的 P1口按從表頭開(kāi)始逐步加 1的順序變化，電動(dòng)機(jī)正相旋轉(zhuǎn)，如果按從 TAB5，逐步減 1的順序變化，電動(dòng)機(jī)則反轉(zhuǎn)。 ? 子程序的如口、出口如下： 入口： R6：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步數(shù)； R5：正反轉(zhuǎn)控制， R5=0時(shí)為正， R50或 R50時(shí)為反； R7： TAB數(shù)據(jù)表指針。 ? 出口： R7：子程序結(jié)束時(shí)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，供下次調(diào)用時(shí)參考。A+DPTR ? MOV P1， A ? ACALL DELAY ；調(diào)延時(shí)子程序 ? DJNZ R6， REDO ；距離不為 0轉(zhuǎn)移 ? MOV R7， A ；為 0保存指針后返回 ? RET ? REDO： CJNE R5， 00， NON ；如為反轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)移 ? CJNE R7， 05， L1 ；正轉(zhuǎn)：指針不到數(shù)組尾轉(zhuǎn)移 ? MOV R7， 00H ；否則指針清零 ? AJMP DRIVER ? L1： INC R7 ；指針加 1 ? AJMP DRIVER ? NON： CJNE R7， 00H， L2 ；反轉(zhuǎn)：指針不在數(shù)組首轉(zhuǎn)移 ? MOV R7， 05H ；否則指針置 5 ? AJMP DRIVER ? L2： DEC R7 ；指針減 1 ? TAB： DB 01H， 03H， 02H， 06H， 04H， 05H ? 這里省略了延時(shí)子程序，通過(guò)改變延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的速度。雖然軟件脈沖分配
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