機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件第三：機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-02-06 23:23本頁(yè)面
【正文】 服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求 為實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、功率 /能量、控制運(yùn)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換，對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)提出了一些基本要求。即功率密度 Pw=P/G 或比功率密度 Pbw=(T2/J)/G 大。加速度大、響應(yīng)特性好。（ 4）能適應(yīng)頻繁啟動(dòng)，可靠性高、壽命長(zhǎng)。厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工 伺服控制電動(dòng)機(jī)基本特性 無論 動(dòng)力用 伺服控制電動(dòng)機(jī) ，還是 控制用伺服控制電動(dòng)機(jī) ，功率 — 轉(zhuǎn)速 — 轉(zhuǎn)矩的電特性是電機(jī)重要的基本特性指標(biāo)之一。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)、種類、工作原理 （ 1） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) ① 控制精度由步進(jìn)角決定（ ）。③ 電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一步進(jìn)角，盡管存在一定的轉(zhuǎn)角誤差，但電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 360時(shí)，轉(zhuǎn)角累計(jì)誤差將歸零。⑤ 易于與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。 按轉(zhuǎn)子構(gòu)成分類： 可變磁組型（ VR）步進(jìn)電機(jī) —— 轉(zhuǎn)子為導(dǎo)磁體，也稱反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。 混合型（ HBHybrid）步進(jìn)電機(jī) —— 轉(zhuǎn)子為導(dǎo)磁體和永磁鐵的組合。 按定子繞組對(duì)數(shù)分類：分為 2相、 3相、 4相、 5相、 10相等 步進(jìn)電機(jī)。 按定子繞組通電極性分類： 分為單極性和雙極性步進(jìn)電機(jī)。當(dāng)下一個(gè)脈沖通入 B相時(shí)，磁通同樣要按磁阻最小的路徑閉合，即 4齒要和 B級(jí)對(duì)齊，則轉(zhuǎn)子就順逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度：厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與性能指標(biāo) （ 1） 分辨率主要指步進(jìn)角 =360186。如： 、 、 ……… 。 失調(diào)角示意圖 矩－角特性曲線 厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工（ 3） 動(dòng)態(tài)特性 動(dòng)態(tài)特性參數(shù)：主要指 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū) 、 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 、 矩－頻特性 、 慣－頻特性 等。從圖中可以得出，步進(jìn)電機(jī)工作的拍數(shù)越多，穩(wěn)定工作區(qū)域 θ r越接近靜態(tài)穩(wěn)定工作區(qū)域 θ e，越不容易丟步。矩－角特性曲線族厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工 最高連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率 fmax及矩－頻特性： 步進(jìn)電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所能接受的最高控制頻率fmax，稱最高連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率；步進(jìn)電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩隨頻率的增加而降低，稱矩－頻特性。 變頻控制信號(hào) ：主要有脈沖頻率信號(hào)和方向控制信號(hào)。實(shí)現(xiàn)脈沖環(huán)形分配的方法主要有三種： 軟件分頻 —— 可充分利用計(jì)算機(jī)資源降低硬件成本，可適用多相脈沖分配，但將占用計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間，影響步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度。 厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工CH250 管角定義與三相六拍工作狀態(tài)的接線圖 厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工 專用環(huán)形分頻器 —— 使用方便，接口簡(jiǎn)單，專業(yè)化生產(chǎn)質(zhì)量可靠，成本低等。（ 2） 功率放大器 功率放大器是實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)與步進(jìn)電機(jī)匹配的重要組件。 單電壓功率放大電路 厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但串聯(lián) R2消耗能量降低放大功率；電感較大使電路對(duì)脈沖反應(yīng)較慢 ,輸出波形差。高低壓功率放大器 特點(diǎn)：具有高壓驅(qū)動(dòng)，電流增長(zhǎng)速度快、前沿變陡，電機(jī)的扭矩和頻率得到提高 。具有功效高、電流上升率高、高速運(yùn)轉(zhuǎn)性能好，但波形陡有時(shí)存在過沖現(xiàn)象，諧波豐富，在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)。 細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的基本工作原理 ： 對(duì)每一控制脈沖，細(xì)分使其電流逐步增加達(dá)到脈沖的最大電流（ Imax），又逐步減少達(dá)到脈沖的最小電流（ 0），從而可實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)轉(zhuǎn)、控制、分辨，以及提高步進(jìn)精度。 特點(diǎn)： 功率開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，功耗很低，但器件多、體積大。 厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工（ 4） 步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制 主要分為：串行控制 和 并行控制兩種方法 串行控制方式 并行控制方式 厚德達(dá)理 勵(lì)志勤工 直流 （ DC）伺
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