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数控原理与系统伺服驱动系统

文档格式:PPTX| 120 页|大小 766.36KB|积分 20|2024-03-20 发布|文档ID:240157168
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  • 会计学1数控原理与系统伺服驱动系统数控原理与系统伺服驱动系统4.1 4.1 伺服系统概述伺服系统概述伺服系统概述伺服系统概述 1.1.基本概念基本概念 伺服(伺服(ServoServo)系统又叫随动系统,)系统又叫随动系统,是一种能够跟随指是一种能够跟随指令信号的变化而动作的自动控制装置,令信号的变化而动作的自动控制装置,根据实现方法不同,根据实现方法不同,可可以分为机械随动(仿形)系统、以分为机械随动(仿形)系统、液压伺服系统、液压伺服系统、电气伺服系统电气伺服系统等,等,目前的数控机床均采用电气伺服系统目前的数控机床均采用电气伺服系统第1页/共120页 n n 在在数数控控机机床床中中,CNCCNC装装置置是是发发布布命命令令的的“大大脑脑”,而而伺伺服服系系统统则则是是数数控控机机床床的的“四四肢肢”,是是一一种种执执行行机机构构,它它能能够够准准确确地地执执行行来来自自CNCCNC装置的运动指令装置的运动指令n n 伺服系统由伺服驱动装置、伺服电动机、伺服系统由伺服驱动装置、伺服电动机、位置检测装置等组成伺服驱动装置的主要功位置检测装置等组成伺服驱动装置的主要功能是功率放大和速度调节,将弱信号转换为强能是功率放大和速度调节,将弱信号转换为强信号,并保证系统的动态性能;伺服电动机用信号,并保证系统的动态性能;伺服电动机用来将电能转换为机械能,拖动机械部件移动或来将电能转换为机械能,拖动机械部件移动或转动。

    转动第2页/共120页n n 数控机床的伺服系统,包括进给伺服系统和主轴伺服(驱动)系统,前者是以机械位移(位置控制)为直接控制目标的自动控制系统,用来保证加工轮廓;后者是以速度控制为主,提供切削过程中需要的转矩和功率本章主要介绍进给伺服系统及其位置检测装置的基本原理第3页/共120页2 2数控机床对进给伺服系统的要求数控机床数控机床对进给伺服系统的要求数控机床对进给伺服系统的要求是:对进给伺服系统的要求是:调速范围宽,在大的速度范围内运转稳调速范围宽,在大的速度范围内运转稳定一般要求速比可达一般要求速比可达1:100001:10000,最低稳定运,最低稳定运转速度转速度nmin0.1r/minnmin0.1r/min负载特性硬,抗扰动能力强负载特性硬,抗扰动能力强能保证切削过程中受负载冲击时速度不能保证切削过程中受负载冲击时速度不变,尤其在低速时,应有足够的负载能力变,尤其在低速时,应有足够的负载能力第4页/共120页n n 反应速度快n n 一般要求,伺服响应时间为几十毫秒,伺服电机角加速度4000rad/s2,即从静止状态加速到额定转速1500r/min,所需时间不大于0.2秒n n 准确度高。

    n n 定位精度和重复定位精度可达到0.010.001mm,甚至0.1um第5页/共120页3 3进给伺服系统的分类进给伺服系统的分类 进给伺服系统按其结构可以分为开环控制和闭环控制两大进给伺服系统按其结构可以分为开环控制和闭环控制两大类开环控制系统用步进电动机作为驱动元件,由于它没有位类开环控制系统用步进电动机作为驱动元件,由于它没有位置反馈回路和速度控制回路,具有简单、经济的优点,被广泛置反馈回路和速度控制回路,具有简单、经济的优点,被广泛用于中、低档数控机床及一般的机床改造闭环伺服系统是基用于中、低档数控机床及一般的机床改造闭环伺服系统是基于反馈控制原理工作的,即通过位置测量装置反馈运动部件的于反馈控制原理工作的,即通过位置测量装置反馈运动部件的实际位置,再与实际位置,再与CNCCNC装置输出的指令位置进行比较,根据比较装置输出的指令位置进行比较,根据比较结果的差值来控制伺服机构工作闭环伺服系统采用直流伺服结果的差值来控制伺服机构工作闭环伺服系统采用直流伺服电机或交流伺服电机作为驱动元件,根据位置测量元件的安装电机或交流伺服电机作为驱动元件,根据位置测量元件的安装位置不同又分为半闭环和全闭环两种形式。

    位置不同又分为半闭环和全闭环两种形式第6页/共120页n n 半闭环伺服系统一般将位置检测元件安装在电动半闭环伺服系统一般将位置检测元件安装在电动机轴上机轴上(一般电机生产商已装好一般电机生产商已装好),用以精确控制电动机的,用以精确控制电动机的角度,然后通过滚珠丝杠等传动机构,将角度转换成工作角度,然后通过滚珠丝杠等传动机构,将角度转换成工作台的直线位移半闭环的闭环环路短,不包括传动机构等台的直线位移半闭环的闭环环路短,不包括传动机构等大惯性环节,因而系统容易达到较高的位置增益,不发生大惯性环节,因而系统容易达到较高的位置增益,不发生振荡现象且其快速性好,动态精度高,传动机构的非线振荡现象且其快速性好,动态精度高,传动机构的非线性因素对系统的影响小因此被广泛采用但如果传动机性因素对系统的影响小因此被广泛采用但如果传动机构的误差过大或其误差不稳定,则数控系统难以补偿如构的误差过大或其误差不稳定,则数控系统难以补偿如由传动机构的扭曲变形所引起的弹性间隙,因其与负载力由传动机构的扭曲变形所引起的弹性间隙,因其与负载力矩有关,故无法补偿由制造与安装所引起的重复定位误矩有关,故无法补偿由制造与安装所引起的重复定位误差以及由于环境温度与丝杠温度变化所引起的丝杠螺距误差以及由于环境温度与丝杠温度变化所引起的丝杠螺距误差也是不能补偿的。

    因此要进一步提高精度,只有采用全差也是不能补偿的因此要进一步提高精度,只有采用全闭环控制方式闭环控制方式n n 第7页/共120页 全闭环方式直接从机床的移动部件上获取位置实际移动值,全闭环方式直接从机床的移动部件上获取位置实际移动值,因此其检测精度不受机械传动精度的影响但不能认为全闭环方因此其检测精度不受机械传动精度的影响但不能认为全闭环方式可以降低对传动机构的要求,因闭环环路包括了机械传动机构,式可以降低对传动机构的要求,因闭环环路包括了机械传动机构,其闭环动态特性不仅与传动部件的刚性、惯性有关,还取决于阻其闭环动态特性不仅与传动部件的刚性、惯性有关,还取决于阻尼、油的粘度、滑动面摩擦系数等因素而且这些因素对动态特尼、油的粘度、滑动面摩擦系数等因素而且这些因素对动态特性的影响在不同条件下还会发生变化,这给位置闭环控制的调整性的影响在不同条件下还会发生变化,这给位置闭环控制的调整和稳定带来了许多困难这些困难使调整闭环环路时不得不降低和稳定带来了许多困难这些困难使调整闭环环路时不得不降低位置增益,从而对跟随误差与轮廓加工误差产生不利影响所以位置增益,从而对跟随误差与轮廓加工误差产生不利影响。

    所以采用全闭环方式时必须增大机床刚性,改善滑动面摩擦特性,减采用全闭环方式时必须增大机床刚性,改善滑动面摩擦特性,减小传动间隙,这样才有可能提高位置增益全闭环方式被应用在小传动间隙,这样才有可能提高位置增益全闭环方式被应用在精度要求较高的大型数控机床上精度要求较高的大型数控机床上第8页/共120页4.2 4.2 开环步进电动机驱动系统开环步进电动机驱动系统开环步进电动机驱动系统开环步进电动机驱动系统 n n 开环伺服系统不设位置检测反馈装置,不构成运动反馈控制回路,电动机按数控装置发出的指令脉冲工作,对运动误差没有检测反馈和处理修正过程其典型代表是步进电动机开环进给伺服系统,如图4.1所示第9页/共120页图4.1 步进电动机开环进给伺服系统结构图 第10页/共120页n n 图4.1中,数控装置发出指令脉冲通过环形分配器和功率放大器驱动步进电动机,每发出一个指令脉冲,步进电动机就转过一个角度,此角度叫做步进电动机的步距角步进电动机通过齿轮箱、滚珠丝杠驱动工作台运动,其运动的位移量与指令脉冲数成正比,运动速度与脉冲的频率成正比第11页/共120页n n 4.2.1 步进电动机n n 1.步进电动机的特点n n 步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的机电执行元件。

    给一个电脉冲信号,步进电动机就回转一个固定的角度,称为一步,所以称为步进电动机由于其转动角度由脉冲个数控制,不需要反馈环节,所以在经济型数控机床上得到了广泛的应用概括起来步进电机具有如下优点:第12页/共120页(1)转子的角位移量和转速严格受脉冲的数量和频率控制,有脉冲就走,无脉冲则停,旋转方向由通电顺序决定2)体积小,重量轻,价格低3)驱动简单,工作可靠,误差不长期积累4)精度高,惯性小,容易调试第13页/共120页n n其主要缺点如下:n n(1)使用不当时,会引起“失步”或“过冲”n n(2)运转时有振动和噪音n n(3)额定转速较低,最高频率一般不超过18kHz第14页/共120页 2.2.步进电动机的分类步进电动机的分类 (1 1)反应式步进电动机反应式步进电动机 反反应应式式步步进进电电机机的的定定子子和和转转子子由由硅硅钢钢片片或或其其他他软软磁磁材材料料制制成成,定定子子上上有有励励磁磁绕绕组组,绕绕组组相相数数一一般般为为二二、三三、四四、五五、六六相相,步步距距角角一一般般为为0.360.3633反反应应式式步步进进电电机机结结构构简简单单,价价格格便便宜宜,步步距距角角小小,其其缺缺点点是是励励磁磁电电流流大大,带带惯惯性性负负载载能能力力差差,容容易易“失失步步”和和“振振荡荡”,断断电电后后无无保保持持转转矩矩。

    其其产产品品系系列列代代号号为为BFBF,如如:110BF02110BF02、110BF03110BF03、130BF5130BF5、150BF5150BF5、160BF5160BF5等第15页/共120页n n 2)永磁式步进电动机n n 永磁式步进电机的定子由软磁材料制成,定子上有励磁绕组;转子由永久磁铁制成,步距角一般为15、225、30、45等永磁式步进电机控制功率小,省电,运行稳定,断电后有保持转矩;但是其步距角太大其产品系列代号为BY第16页/共120页n n 3)混合式步进电动机n n 混合式步进电机又叫永磁反应式步进电机,它在结构和性能上,兼有反应式步进电机和永磁式步进电机两者的特点,即具有反应式步进电机步距角小、工作频率高的特点;又具有永磁式步进电机控制功率小、运行稳定、断电后有保持转矩的特点;更适合应用于数控系统中但是其制造工艺复杂,成本较高其产品系列代号为BH第17页/共120页 3.3.步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理 (1 1)反应式步进电机工作原理)反应式步进电机工作原理 三相反应式步进电机外形结构如图三相反应式步进电机外形结构如图4.24.2所示,其定子上有所示,其定子上有A A、B B、C C三对磁极,三对磁极,分别绕有分别绕有A A、B B、C C三相绕组,三对磁极在空三相绕组,三对磁极在空间上相互错开间上相互错开120120;转子上有;转子上有2020个齿,没有个齿,没有绕组,每个齿在空间上相隔绕组,每个齿在空间上相隔1818,它在定子,它在定子磁场中被磁化而呈现极性。

    当磁场中被磁化而呈现极性当A A相磁极与转相磁极与转子齿对齐时,子齿对齐时,B B相磁极与转子齿错开相磁极与转子齿错开18/3=6,C18/3=6,C相磁极与转子齿错开相磁极与转子齿错开218/3=12218/3=12第18页/共120页(a)外形定子铁芯转子铁芯定子绕组(a)展开图(a)横切面图图4.2 反应式步进电机外形结构图第19页/共120页 步步进进电电动动机机是是在在电电磁磁吸吸力力作作用用下下产产生生位位移移的的,当当某某相相定定子子励励磁磁后后,该该相相定定子子磁磁极极吸吸引引转转子子,转转子子的的齿齿与与该该相相定定子子磁磁极极上上的的齿齿对对齐齐,转转子子转转动动一一个个角角度度,下下一一相相定定子子通通电电励励磁磁时时,转转子子又又转转过过一一个个角角度度,每每相相不不停停地地轮轮流流通通电电,转转子子就就不不停停地地转转动动为为便便于于理理解解,现现以以图图4.34.3所所示示的的反反应应式式步步进进电电机机为为例例分分析析其其转转动动原原理理该该步步进进电电机机转转子子齿齿数数为为4 4,齿齿距距为为9090,当当A A相相磁磁极极与与转转子子齿齿对对齐齐时时,B B相相磁磁极极与与转转子子齿齿错错开开90/3=30,90/3=30,C C相相磁磁极极与与转转子子齿齿错开错开290/3=60290/3=60。

    第20页/共120页图4.3 反应式步进电动机工作原理 第21页/共120页 如如图图4.3(a)4.3(a)所所示示给给各各相相定定子子绕绕组组接接通通直直流流电电源源当当A A相相绕绕组组通通电电时时,形形成成以以A-AA-A为为轴轴线线的的磁磁场场,使使转转子子的的1 1、3 3齿齿和和定定子子的的A-AA-A磁磁极极对对齐齐,如如图图4.3(b)4.3(b)所所示示;当当A A相相断断电电、B B相相绕绕组组通通电电时时,转转子子将将在在空空间间逆逆时时针针转转过过3030角角;当当B B相相断断电电、C C相相绕绕组组通通电电时时,转转子将在空间又逆时针转过子将在空间又逆时针转过3030角按按ABCAABCA的的顺顺序序通通电电,转转子子就就会会不不断断地地按按逆逆时时针针方方向向转转动动;如如按按ACBAACBA的的顺顺序序通通电电,转转子子就就会会不不断断地地按按顺顺时时针针方方向向转转动动从从一一相相通通电电换换到到另另一一相相通通电电,叫叫一一拍拍;每每一一拍拍转转子子转转动动一一步步,每步转过角度叫步距角用每步转过角度叫步距角用 表示第22页/共120页 步进电动机的通电方式有以下三种。

    n n(1)单拍 在上述各项轮流通电过程中,每拍只有一相通电,称为单拍对于m相步进电机,一个循环为m拍,称为m相单m拍工作制如上述情况,为三相单三拍工作制单拍工作制的稳定性较差,容易失步第23页/共120页n n(2)双拍 采用双相轮流通电方式,即每拍都有两相通电,称为双拍如三相步进电机的通电顺序为ABBC CA AB,构成三相双三拍工作制这种通电方式,由于两相同时通电,力矩大,定位精度高,每拍只改变一相,另一相锁定,不易失步n n(3)单双拍 即单双相轮流通电如对三相步进电机来说,通电顺序为AABBBCCCAA,一个循环为6拍,是单拍时的2倍,称为三相六拍工作制第24页/共120页 由由此此看看出出,图图4.34.3中中转转子子齿齿数数为为4 4的的步步进进电电机机在在三三相相三三拍拍时时 ,三三相相六六拍拍时时 ;而而图图4.24.2中中转转子子齿齿数数为为2020的的步步进进电电机机在在三三相相三三拍拍时时 ,三三相相六六拍拍时时 说说明明定定子子磁磁极极对对数数和和转转子子齿齿数数越越多多,步步距距角角就就越越小小,但但是是由由于于受受控控制制器器复复杂杂程程度度和和制制造造工工艺艺的的限限制制,定定子子磁磁极极对对数数和和转转子子齿齿数数不不可可能能很很多多,一一般般相相数数三三到到五五相相,步步距距角角在在0.360.3633范范围围的的步步进进电电机机较较为为常用。

    常用第25页/共120页 (2 2)永磁式步进电机工作原理)永磁式步进电机工作原理 永永磁磁式式步步进进电电机机如如图图4.44.4所所示示,定定子子上上有有两两相相(或或多多相相)绕绕组组,转转子子为为两两对对(或或多多对对)永永久久磁磁铁铁制制成成的的磁磁极极,转转子子磁磁极极数数与与每每相相定定子子绕绕组组磁磁极极数数相相同同图图4.44.4(b b)画画出出的的是是两两相相两两对对磁磁极极的的绕绕组组(AOAO、BOBO),转转子子为为两两对对永永久久磁磁极极当当定定子子绕绕组组按按A AB B-A-A-B-BA A的的顺顺序序轮轮流流通通电电时时,转转子子将将按按顺顺时时针针转转动动,步步距距角角为为4545步步距距角角的的计计算算公公式式为为 式中式中 m m为拍数,为拍数,p p为转子磁极对数为转子磁极对数第26页/共120页图4.4 永磁式步进电机外形结构图(a)外形 (b)结构第27页/共120页 (3 3)混合式步进电机工作原理)混合式步进电机工作原理 混混合合式式步步进进电电机机外外形形结结构构如如图图4.54.5所所示示,它它的的定定子子结结构构与与反反应应式式步步进进电电动动机机基基本本相相同同,也也分分成成若若干干个个磁磁极极,磁磁极极上上绕绕有有定定子子绕绕组组,磁磁极极端端面面有有小小齿齿。

    转转子子由由环环形形永永久久磁磁铁铁及及两两段段铁铁心心组组成成,环环形形永永久久磁磁铁铁在在转转子子的的中中部部,轴轴向向充充磁磁,两两段段铁铁心心分分别别装装在在永永久久磁磁铁铁的的两两端端,转转子子铁铁心心上上也也有有如如反反应应式式步步进进电电动动机机那那样样的的小小齿齿,但但两两段段转转子子铁铁心心上上的的小小齿齿相相互互错错开开半半个个齿齿距距,定定转转子子小小齿齿的的齿齿距距相等第28页/共120页(a)外形 (b)结构图 4.5 混合式步进电机外形结构图 如图4.6所示为两相混合式步进电机剖面图,定子有8个磁极,在空间上均匀分布,每相4个磁极,每相相邻磁极线圈绕向相反;转子有10个齿,在空间上均匀分布;定子绕组通电顺序为AABBAABBAA第29页/共120页 当当定定子子绕绕组组AAAA通通电电时时,定定子子的的1 1、5 5号号磁磁极极为为S S极极,3 3、7 7号号磁磁极极为为NN极极;异异性性磁磁极极相相吸吸引引,NN段段转转子子的的1 1、6 6齿齿与与定定子子1 1、5 5号号磁磁极极的的齿齿对对齐齐;同同性性磁磁极极相相排排斥斥,NN段段转转子子的的3 3、4 4齿齿与与定定子子3 3号号磁磁极极的的齿齿错错开开,8 8、9 9齿齿与与定定子子7 7号号磁磁极极的的齿齿错错开开。

    两两段段转转子子铁铁心心上上的的齿齿相相互互错错开开半半个个齿齿距距,S S段段转转子子的的3 3、8 8齿齿与与定定子子3 3、7 7号号磁磁极极的的齿齿对对齐齐;1010、1 1齿齿与与定定子子1 1号号磁磁极极的的齿齿错错开开,5 5、6 6齿齿与与定定子子5 5号号磁磁极极的的齿错开第30页/共120页 当定子绕组当定子绕组BBBB通电时,定子通电时,定子2 2、6 6号磁极为号磁极为S S极,极,4 4、8 8号号磁极为磁极为NN极;极;NN段转子的段转子的2 2、7 7齿与定子齿与定子2 2、6 6号磁极的齿对齐,号磁极的齿对齐,其余各齿的对错情况可一次推出,转子顺时针转过其余各齿的对错情况可一次推出,转子顺时针转过99,步距,步距角的计算公式为角的计算公式为 式中式中 m m为拍数,为拍数,Z Z为转子齿数为转子齿数图4.6 混合式步进电机剖面图第31页/共120页 4.4.步进电动机的主要特性步进电动机的主要特性 (1 1)步距角)步距角步进电机每步转过的角度,称为步距角步进电机每步转过的角度,称为步距角在数控机床中,一般是根据其传动比例和系统在数控机床中,一般是根据其传动比例和系统脉冲当量的要求来选择步距角的。

    通常选用脉冲当量的要求来选择步距角的通常选用1.5/0.75 1.5/0.75、1.2/0.61.2/0.6、3/1.53/1.5等2 2)步距误差)步距误差指在空载情况下,理论的步距角与实际指在空载情况下,理论的步距角与实际的步距角之差它直接影响执行部件的定位精的步距角之差它直接影响执行部件的定位精度,一般为度,一般为10102525第32页/共120页(3 3)距角特性距角特性当保持定子某一相绕组通电,并且转子不当保持定子某一相绕组通电,并且转子不带负载,则这时转子的齿与定子通电相的齿对齐,带负载,则这时转子的齿与定子通电相的齿对齐,这是转子所受的磁力矩这是转子所受的磁力矩M=0M=0,这个位置叫步进电,这个位置叫步进电机的初始平衡位置这时,如果在电动机轴上外机的初始平衡位置这时,如果在电动机轴上外加一个负载转矩加一个负载转矩MLML,则转子会向,则转子会向MLML方向转过一方向转过一个角度个角度,这时转子将受到电磁转矩,这时转子将受到电磁转矩M=MLM=ML的作的作用而达到新的平衡,角度用而达到新的平衡,角度 称为失调角设每两称为失调角设每两个齿之间的齿距角为个齿之间的齿距角为t t,则转矩,则转矩MM与失调角与失调角 之间之间的关系为的关系为第33页/共120页n n 如图4.7所示。

    它描述了转矩M和失调角间的关系,称为矩角特性该特性上的电磁转矩最大值Mmax称为最大静转矩在静态稳定区内,当外加转矩除去时,转子在电磁转矩作用下,仍能回到 稳定平衡点位置第34页/共120页图4.7 步进电动机的矩角特性 第35页/共120页(4 4)矩频特性矩频特性距频特性是指输出转矩距频特性是指输出转矩MM与运行频率与运行频率f f之间的关系,如图之间的关系,如图4.84.8所示步进电机的转矩随运行频率的上升而下降步进电机的转矩随运行频率的上升而下降图4.5 步进电动机的矩频特性第36页/共120页n n(5 5)运行特性运行特性n n 步进电机一般在连续脉冲的作用下运行,步进电机一般在连续脉冲的作用下运行,根据其对运行性能的影响可将脉冲频率分为根据其对运行性能的影响可将脉冲频率分为3 3个个区段n n 低频区n n 步进电机的运行为连续的单步运动每次步进电机的运行为连续的单步运动每次换相时,转子都要来回振荡若干次,如图换相时,转子都要来回振荡若干次,如图4.9(a)4.9(a)所所示这种情况下,电机有较强的振动和噪声,但示这种情况下,电机有较强的振动和噪声,但能运行可靠能运行可靠。

    第37页/共120页n n高频区n n 这时脉冲间隔短,在前一步还没有振荡结束时,后这时脉冲间隔短,在前一步还没有振荡结束时,后一个脉冲就已经到来,从而使步进电机连续平滑的转动,一个脉冲就已经到来,从而使步进电机连续平滑的转动,运转比较平稳运转比较平稳,如图如图4.9(b)4.9(b)所示n n共振区n n 当脉冲频率介于低频和高频之间,而接近电机本身当脉冲频率介于低频和高频之间,而接近电机本身的固有振荡频率时,电机将产生强烈的震荡,甚至的固有振荡频率时,电机将产生强烈的震荡,甚至“走走一步退两步一步退两步”地左右摇摆地左右摇摆,无法正常工作,这种情况应设无法正常工作,这种情况应设法避免在实际使用中,步机电机走的步数少于(或多法避免在实际使用中,步机电机走的步数少于(或多于)节拍脉冲数的现象叫做于)节拍脉冲数的现象叫做“失步失步”现象当电机转矩现象当电机转矩选配不合理,负载阻力矩过大,加减速太快时或工作在选配不合理,负载阻力矩过大,加减速太快时或工作在共振区时,都会引起共振区时,都会引起“失步失步”震荡和“失步失步”会引起会引起进给失败,必须设法避免进给失败,必须设法避免n n 第38页/共120页图4.9 步进电动机的运行特性 (a)低频区;(b)高频区 第39页/共120页 4.2.2 4.2.2 步进电动机的驱动及控制步进电动机的驱动及控制 步进电机的运行性能,不仅与步进电机本身步进电机的运行性能,不仅与步进电机本身和负载有关,而且与配套的驱动装置有着十分密和负载有关,而且与配套的驱动装置有着十分密切的关系。

    步进电机驱动装置由环形脉冲分配器、切的关系步进电机驱动装置由环形脉冲分配器、功率放大驱动电路两大部分组成,如图功率放大驱动电路两大部分组成,如图4.104.10所示其中,步进电机驱动电路完成由弱电到强电的转其中,步进电机驱动电路完成由弱电到强电的转换和放大,也就是将逻辑电平信号变换成电机绕换和放大,也就是将逻辑电平信号变换成电机绕组所需的具有一定功率的电流信号组所需的具有一定功率的电流信号第40页/共120页图4.10 步进电动机控制电路 第41页/共120页n n 1.步进电动机的驱动电路n n 一般要求,驱动电路能够提供足够幅值、前后沿较陡的励磁电流,而且功耗小,效率高,运行稳定可靠,易于维护常见的步进电机驱动电路形式有如下几种第42页/共120页n n (1 1)单电源串电阻驱动电路单电源串电阻驱动电路n n 单电源串电阻驱动电路如图单电源串电阻驱动电路如图4.114.11所示脉冲分配器输出脉冲到控制信号端后,通过脉冲放冲分配器输出脉冲到控制信号端后,通过脉冲放大器放大,加到晶体管大器放大,加到晶体管VTVT的基极,使其导通,并的基极,使其导通,并利用电容利用电容C C使电动机绕组中的电流迅速上升。

    在使电动机绕组中的电流迅速上升在稳态时,串联电阻稳态时,串联电阻R R起限流作用在换相时,晶起限流作用在换相时,晶体管体管VTVT截止,利用二极管截止,利用二极管VDVD的续流作用,防止的续流作用,防止绕组电感电流不能突变而在绕组电感电流不能突变而在VTVT集电极产生高电压集电极产生高电压击穿这种电路适用于小型步进电动机,且性能击穿这种电路适用于小型步进电动机,且性能要求不高的场合要求不高的场合第43页/共120页图4.11 单电源串电阻驱动电路 第44页/共120页n n 2 2)高低电压切换型驱动电路高低电压切换型驱动电路n n 高高低低电电压压切切换换型型驱驱动动电电路路如如图图4.124.12所所示示这这种种电电路路的的特特点点是是高高压压充充电电,低低压压维维持持步步进进电电动动机机的的绕绕组组每每次次通通电电时时,首首先先接接通通高高压压,以以保保证证电电流流以以较较快快的的速速度度上上升升;然然后后改改由由低低压压供供电,电,维持绕组中的电流为额定值维持绕组中的电流为额定值第45页/共120页图4.12 高低电压切换型驱动电路 (a)电路;(b)波形 第46页/共120页n n 图图4.124.12中,由脉冲变压器中,由脉冲变压器T T组成了高压控制电路。

    当组成了高压控制电路当输入信号为低电平时,输入信号为低电平时,V1V1、V2V2、VgVg、VdVd均截止,电机绕均截止,电机绕组中无电流通过当输入信号为高电平时,组中无电流通过当输入信号为高电平时,V1V1、V2V2、VdVd饱和导通,在饱和导通,在V2V2由截止过渡到饱和导通期间,与由截止过渡到饱和导通期间,与T T一次侧一次侧串联在一起的串联在一起的V2V2集电极回路的电流急剧增加,在集电极回路的电流急剧增加,在T T的二次的二次侧产生感应电压,加到高压功率管侧产生感应电压,加到高压功率管VgVg的基极上,使的基极上,使VgVg导导通,通,80V80V的高压经功率管的高压经功率管VgVg加到步进电机绕组上,使电流加到步进电机绕组上,使电流按按LaLa(Rd+r)(Rd+r)的时间常数上升,达到电流稳定值的时间常数上升,达到电流稳定值UgUg(Rd(Rd+r)+r)经过一段时间,当经过一段时间,当V2V2进入稳定状态进入稳定状态(饱和导通饱和导通)后后T T一次电流暂时恒定,无磁通量变化,一次电流暂时恒定,无磁通量变化,T T二次侧的感应电压二次侧的感应电压为零,为零,VgVg截止。

    这时截止这时12V12V低压电源经二极管低压电源经二极管VDdVDd加到绕组加到绕组LaLa上,维持上,维持L dL d中的额定电流不变中的额定电流不变第47页/共120页n n 当输入的脉冲结束后,当输入的脉冲结束后,V1V1、V2V2、VgVg、VdVd截截止,储存在止,储存在L aL a中的能量通过中的能量通过RgRg、VDgVDg及及UgUg、UdUd构成放电回路,构成放电回路,RgRg使放电时间常数减小,电流迅使放电时间常数减小,电流迅速减小为速减小为0 0,改善电流波形的后沿改善电流波形的后沿该电路由于该电路由于采用高压充电,电流增长加快,绕组上脉冲电流采用高压充电,电流增长加快,绕组上脉冲电流的前沿变陡,使电动机的转矩、起动及运行频率的前沿变陡,使电动机的转矩、起动及运行频率都得到提高又由于额定电流由低电压维持,故都得到提高又由于额定电流由低电压维持,故只需较小的限流电阻,功耗较小只需较小的限流电阻,功耗较小第48页/共120页n n 该电路为一相绕组的驱动电路,若要驱动三相步进电机则需三组这样的驱动电路此外,电路中的高低压切换也可通过定时来控制在每一个步进脉冲到来时,高压脉宽由定时电路控制,宽度是一定的,也叫作高压定时控制驱动电源。

    第49页/共120页n n 3)3)恒流斩波型驱动电路恒流斩波型驱动电路n n 单单压压斩斩波波型型驱驱动动电电路路如如图图4.134.13所所示示当当输输入入信信号号为为低低电电平平时时,VTVT截截止止,电电机机绕绕组组中中无无电电流流通通过过当当输输入入信信号号为为高高电电平平时时,VTVT导导通通,由由于于绕绕组组回回路路没没有有串串接接限限流流电电阻阻,所所以以绕绕组组中中电电流流迅迅速速上上升升,当当绕绕组组中中电电流流上上升升到到预预定定值值时时,由由于于R1R1的的反反馈馈作作用用,通通过过斩斩波波电电路路使使VTVT截截止止,绕绕组组中中电电流流迅迅速速下下降降,当当下下降降到到预预定定值值以以下下时时,又又由由于于R1R1的的反反馈馈作作用用,通通过过斩斩波波电电路路使使VTVT导导通通,绕绕组组电电流流又又上上升升如如此此反反复复进进行行,形形成成一一个个在在预预定定值值上上下下波波动动的的电电流流波波形形,近近似似恒恒流流这这种种电电路路功功耗耗小小,效效率高,运行特性好率高,运行特性好第50页/共120页图4.13 单电源斩波型驱动电路 (a)电路;(b)电流波形 第51页/共120页 4)4)分频段调压驱动电路分频段调压驱动电路 由于在低频时,节拍脉冲比较由于在低频时,节拍脉冲比较宽,有足够的绕组电流上升时间,只需较小宽,有足够的绕组电流上升时间,只需较小的限流电阻和较低的电源电压,即可达到额的限流电阻和较低的电源电压,即可达到额定电流;在高频时,节拍脉冲变窄,在限流定电流;在高频时,节拍脉冲变窄,在限流电阻不变的情况下,需要较高的电源电压,电阻不变的情况下,需要较高的电源电压,使绕组电流迅速上升,以提高高频时步进电使绕组电流迅速上升,以提高高频时步进电机的带载能力。

    通常,把输入脉冲的频率分机的带载能力通常,把输入脉冲的频率分为几个频段,每段工作电压不同,高频段采为几个频段,每段工作电压不同,高频段采用较高的电压,低频段采用较低的电压用较高的电压,低频段采用较低的电压第52页/共120页 5)5)细分控制驱动电路细分控制驱动电路 在在实实际际应应用用中中,为为了了进进一一步步提提高高进进给给运运动动的的分分辨辨率率,在在不不改改变变步步进进电电机机结结构构的的前前提提下下,要要求求对对步步距距角角进进一一步步细细分分为为了了达达到到这这一一目目的的,可可将将绕绕组组电电流流以以阶阶梯梯波波的的方方式式输输入入,如如图图4.144.14所所示示这这时时,电电流流分分成成多多少少个个阶阶梯梯,则则转转子子就就以以同同样样的的步步数数转转过过一一个个步步距距角角这这样样将将一一个个步步距距角角细细分分成成若若干干步步的的驱驱动方法称为细分驱动电路动方法称为细分驱动电路第53页/共120页图4.14 细分控制驱动电路绕组电流波形 第54页/共120页n n 2.2.脉冲分配器脉冲分配器n n 脉脉冲冲分分配配器器用用来来控控制制步步进进电电动动机机的的运运行行通通电电方方式式。

    在在数数控控系系统统中中,脉脉冲冲分分配配器器的的作作用用是是将将数数控控装装置置送送来来的的一一串串指指令令脉脉冲冲,按按照照运运行行通通电电方方式式所所要要求求的的顺顺序序和和分分配配规规律律,分分配配到到各各相相驱驱动动电电路路输输入入端端,用用以以控控制制各各相相绕绕组组中中电电流流的的开开通通和和关关断断由由于于步步进进电电动动机机有有正正反反转转要要求求,因因而而脉脉冲冲分分配配器器的的输输出出既既是是周周期期性性的的,又又是是可可逆逆的的,因因此此又又叫叫环环形形脉脉冲冲分分配配器器图图4.154.15所所示示为为三三相相三三拍拍制制步步进进电电动动机机环形脉冲分配器的输入输出关系环形脉冲分配器的输入输出关系第55页/共120页图4.15 三相三拍环形脉冲分配 第56页/共120页n n 1)硬件脉冲分配器n n 硬件脉冲分配器由逻辑门电路和触发器构成图4.16所示为三相六拍环形脉冲分配器原理图,当X“1”时,每来一个脉冲(CP)则电动机正转一步,分配顺序为AABBBCCCAA;当X=“0”时,每来一个脉冲(CP)则电动机反转一步,分配顺序为AACCCBBBAA输出状态真值表如表4.1所示。

    第57页/共120页表4.1 三相六拍脉冲分配器输出真值表 第58页/共120页图4.16 三相六拍脉冲分配器 第59页/共120页 也可采用专用集成芯片实现硬件环分,如也可采用专用集成芯片实现硬件环分,如CH250CH250就是为三相步进电机设计的环形脉冲分配器,就是为三相步进电机设计的环形脉冲分配器,该芯片采用该芯片采用CMOSCMOS工艺,可靠性高它可工作于单三工艺,可靠性高它可工作于单三拍、双三拍、三相六拍等方式如图拍、双三拍、三相六拍等方式如图4.174.17所示为三相所示为三相六拍的接线图步进电动机的初始励磁状态为六拍的接线图步进电动机的初始励磁状态为ABAB相,相,当进给脉冲当进给脉冲CPCP的上升沿有效,并且方向信号为的上升沿有效,并且方向信号为“1”1”则正转,为则正转,为“0”0”则反转显然,对于相数不同、通电方式不同的步进显然,对于相数不同、通电方式不同的步进电机,必须重新设计或选用不同的硬件分配电路因电机,必须重新设计或选用不同的硬件分配电路因此,硬件脉冲分配器缺乏灵活性此,硬件脉冲分配器缺乏灵活性第60页/共120页图4.17 CH250实现的三相六拍脉冲分配电路 第61页/共120页 2 2)软件脉冲分配软件脉冲分配 为为了了提提高高脉脉冲冲分分配配器器的的灵灵活活性性,也也可可用用软软件件来来实实现现环环形形脉脉冲冲分分配配。

    图图4.184.18所所示示,为为89C5189C51单单片片机机与与步步进进电电机机驱驱动动电电路路的的接接口口框框图图P1P1口口的的3 3个个引引脚脚经经过过光光电电隔隔离离后后,将将节节拍拍脉脉冲冲信信号号加加到到驱驱动动电电路路的的输输入入端端,从从而而控控制制3 3相相绕绕组组的的通通电电顺顺序序一一般般采采用用“查查表表法法”编编写写脉脉冲冲分分配配程程序序,即即按按步步进进电电机机通通电电顺顺序序求求出出脉脉冲冲输输出出状状态态字字状状态态表表,并并将将其其存存入入EPROMEPROM中中,然然后后根根据据步步进进电电机机的的运运转转方方向向,按按表表地地址址正正向向或或反反向向地地取取出出该该地地址址中中的的状状态态字字进进行行输输出出,即即可可控控制制步步进进电电动机正向或反向地旋转起来动机正向或反向地旋转起来第62页/共120页图4.18 单片机控制的三相步进电动机驱动电路框图 第63页/共120页 3.3.常用集成功率驱动接口常用集成功率驱动接口 目目前前已已有有多多种种用用于于小小功功率率步步进进电电动动机机的的集集成成功功率率驱驱动动接接口口电电路路可可供供选选用用。

    L298L298芯芯片片是是一一种种HH桥桥式式驱驱动动器器,它它设设计计成成接接受受标标准准TTLTTL逻逻辑辑电电平平信信号号,可可用用来来驱驱动动电电感感性性负负载载HH桥桥可可承承受受46V46V电电压压,每每相相电电流流可可达达2.5A2.5AL298(L298(或或XQ298XQ298,SGS298)SGS298)的的逻逻辑辑电电路路使使用用5V5V电电源源,功功放放级级使使用用5 546V46V电电压压,下下桥桥发发射射极极均均单单独独引引出出,以以便便接接入入电电流流取取样样电电阻阻L298L298采采用用1515脚脚双双列列直直插插式式封封装装,其其内内部部结结构构如如图图4.194.19所所示示HH桥桥驱驱动动的的主主要要特特点点是是能能够够对对电电机机绕绕组组进进行行正正、反反两两个个方方向向通通电电L298L298特别适用于对二相或四相步进电动机的驱动特别适用于对二相或四相步进电动机的驱动第64页/共120页图4.19 L298原理框图第65页/共120页n n 与L298类似的电路还有TER公司的3717,它是单H桥电路SGS公司的SG3635则是单桥臂电路,IR公司的IR2130则是三相桥电路,Allegro公司则有A2916、A3953等小功率驱动模块。

    图4.20是使用L297(环形分配器专用芯片)和L298构成的具有恒流斩波功能的步进电动机驱动系统第66页/共120页图4.20 专用芯片构成的步进电动驱动系统第67页/共120页4.3 直流伺服系统直流伺服系统 n n 直流伺服系统是数控机床上应用较早、比较成熟的闭环位置控制系统它以直流伺服电动机为执行元件,具有调速范围宽,低速性能好,过载能力强,价格适中等优点,广泛应用于数控进给驱动中第68页/共120页n n 4.3.1 直流伺服电动机 n n 1.结构特点n n 1)小惯量直流伺服电动机n n 小惯量直流伺服电动机是通过减小电枢的转动惯量来提高力矩惯量比的第69页/共120页n n 小惯量直流伺服电机是通过减小电枢的转动惯量来提高力矩惯量比的与一般直流电机相比,转子为细长形,从而得到较小的惯量;并且转子是光滑无槽的铁心,用绝缘粘合剂直接把线圈粘在铁心表面上小惯量直流伺服电机机电时间常数小,响应快,低速运转稳定而均匀,能频繁起动与制动但由于其过载能力低,并且自身惯量比机床相应运动部件的惯量小,因此必须配置减速机构与丝杠相联接才能和运动部件的惯量相匹配,这样增加了传动链误差小惯量直流伺服电机在早期的数控机床上得到广泛应用。

    第70页/共120页n n 2)宽调速直流伺服电动机n n 宽调速直流伺服电动机又称大惯量直流伺服电动机,它通过提高输出力矩来提高力矩惯量比,具体措施是:增加定子磁极对数并采用高性能的磁性材料(如稀土钴等)以产生强磁场,该磁性材料性能稳定且不易退磁;在同样的转子外径和电枢电流的情况下,增加转子上的槽数和槽的截面积n n 由此,电动机的机械时间常数和电气时间常数都有所减小,这样就提高了快速响应性第71页/共120页n n 宽调速直流伺服电机具有如下特点n n 过载能力强,能承受10倍额定电流的峰值冲击,能产生额定力矩10倍的瞬时转矩n n 大的力矩惯量比,快速性好由于电动机自身惯量大,外部负载惯量相对来说较小,提高了抗机械干扰的能力因此伺服系统的调速与负载几乎无关,大大方便了机床制造厂的安装调试工作n n 低速时输出力矩大这种电动机能与丝杠直接相连,省去了齿轮等传动机构,提高了机床进给传动精度n n 第72页/共120页n n 调速范围宽与高性能伺服驱动单元组成速度控制系统时,调速范围超过1:10000n n 转子热容量大电动机的过载性能好,一般能过载运行几十分钟n n 此外,在结构上,这类电机采用了内装式低纹波测速发电机。

    测速发电机的输出电压作为速度环的反馈信号,使电动机在较宽的范围内平稳运转除测速发电机外,还在电动机内部安装有位置检测装置,如光电编码器或旋转变压器第73页/共120页n n 2.主要特性n n 大惯量直流伺服电动机的机械特性硬,其机械特性曲线和调压调速特性曲线与永磁式直流电动机相同,工作特性曲线如图4.21所示第74页/共120页图4.21 FB15型直流伺服电动机的工作曲线 第75页/共120页n n 由于伺服系统的要求,直流伺服电动机的性能已不能简单地用电压、电流、转速等参数来描述,而需要用一些特性曲线和参数表来全面描述下面以FANUC BESK15直流伺服电动机为例,介绍其特性曲线n n 伺服电动机的工作特性曲线可分为三个区域连续工作区内转矩转速的任意组合都可长期连续工作;间断工作区内电动机可根据负载周期曲线所决定的允许工作时间与断电时间做间歇工作;瞬时加减速区电动机只能在加减速时工作于该区,即只能在该区域中工作极短的一段时间第76页/共120页n n 4.3.2 直流伺服驱动系统直流伺服驱动系统n n 伺服驱动系统的主要作用是把来自CNC装置的信号进行功率放大,以驱动伺服电动机转动,并根据来自CNC装置的信号指令调节伺服电动机的速度。

    直流伺服驱动系统的一般结构框图如图4.22所示n n 直流伺服驱动装置一般采用调压调速方式,按功率放大电路元件的不同,可分为晶闸管(SCR)直流伺服驱动系 统 和 晶 体 管 脉 宽 调 制(PWM)直流伺服驱动系统两大类第77页/共120页 图4.22 伺服驱动系统结构框图 第78页/共120页n n 1.晶闸管(SCR)直流伺服驱动系统n n 晶闸管直流伺服驱动系统的主电路,采用晶闸管三相全控桥式可逆整流电路,根据限制环流的办法不同,又可分为以下两种电路结构n n 1)环流可控可逆直流伺服系统n n 这种电路的结构框图如图4.23所示在两组反并联的整流桥之间加限流电抗器L1、L2(平波电抗器),并通过两路电流反馈把环流控制在一定范围之内第79页/共120页图4.23 环流可控可逆直流伺服系统结构框图 第80页/共120页n n 2)逻辑无环流可逆直流伺服系统n n 这种电路的结构框图如图4.24所示该电路通过无环流逻辑控制器DLC控制两组整流桥的开通与封锁,在一组整流器工作时把另一组整流器的触发脉冲封锁,使它不通电,这样也就不会出现环流了n n 第81页/共120页图4.24 逻辑无环直流伺服驱动系统结构框图 第82页/共120页n n 由于这种电路无需平波电抗器,体积小,结构简单,在数控机床上应用较为广泛。

    但是,由于在一组整流桥工作时,另一组是封锁的,电流反向时两组整流器之间的切换比较费时,必须在前一组整流器的电流衰减到零,所有晶闸管完全关断的情况下才能开放另一组整流器,即存在换相死区,对快速性有一定的影响第83页/共120页n n 2.晶 体 管 脉 宽 调 制(PWM)直流伺服驱动系统n n 晶体管直流伺服驱动系统的主电路由H型桥式大功率晶体管(GTR、IGBT等)驱动模块构成它利用大功率晶体管器件的开关作用,将直流电源电压转换成较高频率(一般为数千Hz以上)的方波电压加在直流电动机的电枢上,通过对方波脉冲宽度的控制来改变加在电枢上的平均电压Ua,从而调节电动机的转速晶体管PWM直流伺服驱动系统的电路结构如图4.25所示第84页/共120页图4.25 晶体管PWM直流伺服驱动系统的电路结构 第85页/共120页n n 与晶闸管直流伺服系统相比,晶体管PWM直流伺服系统有以下优点:n n (1)主电路功率器件少,线路简单n n (2)开关频率高,电流容易连续,低速性能好,稳速精度高,调速范围宽n n (3)系统频带宽,快速响应性能好,动态抗扰能力强n n (4)直流电源采用三相不可控整流电路时,电网功率因数高,对电网冲击小。

    因此,在数控系统中应用较为广泛第86页/共120页n n 4.3.3 直直流流伺伺服服驱驱动动装装置置的的信信号连接号连接n n 图4.26所示,为FANUC SCR-D型晶闸管直流伺服装置的外部连接图图中,200U、200V、200W为三相交流200V电源,是触发晶闸管的同步电源18A、0T、18B为带中心抽头的18V交流电源,经变换作为伺服单元中运算放大器控制电路的15V直流电源R、S和T为120V交流电源,是提供给主回路的动力电源TOHl、TOH2为装在变压器内部的热敏开关,当变压器过热时,热敏开关断开A1、A2为伺服装置控制伺服电动机电枢电压的动力信号,TSA、TSB为装在电动机轴上测速发电机输出的信号,它是与转速成正比的电压信号n n 第87页/共120页图4.26 FANUC SCR-D型晶闸管直流伺服驱动装置外部连接图 第88页/共120页n nCNC装置与伺服单元的连接信号有五组:n n (1)VCMD、GND为CNC装置输出控制伺服单元转速的010 V电压控制信号,电压的大小与转速成约1000 rmin 6 V的正比关系n n (2)PRDY1、PRDY2为准 备 好 控 制 信 号,PRDYl与PRDY2短接时,伺服单元主回路通电。

    第89页/共120页n n (3)ENBL1、ENBL2为使能控制信号,当ENBLl与ENBL2短接时,伺服单元开始正常工作,并接收模拟电压的控制n n (4)VRDYl、VRDY2为伺服单元通知CNC装置其正常工作的触点信号,当伺服单元出现报警时,VRDY1与VRDY2立即断开第90页/共120页n n (5)OVL1与OVL2为常闭触点信号,当伺服单元中热继电器动作或变压器内热控开关动作时、该触点立即断开,通知CNC装置产生过热报警n n 由于直流伺服电动机存在体积大,电刷易磨损,需要定期维修等缺点,从而限制了直流伺服系统在数控机床上的应用和发展第91页/共120页4.4 交流伺服系统交流伺服系统 n n 交流伺服系统是近年来发展比较迅速,在数控机床上应用非常广泛的闭环位置控制系统它以永磁同步交流伺服电动机为执行元件,既克服了直流伺服电机体积大,电刷易磨损,需要定期维修等缺点,又具有调速范围宽,低速性能好,过载能力强等优点,是数控进给驱动系统发展的主流 第92页/共120页n n4.4.1 交流伺服电动机交流伺服电动机n n 交流伺服电动机分为异步型交流伺服电动机和同步型交流伺服电动机两大类。

    绝大多数用于数控机床进给控制驱动的是永磁同步交流伺服电动机n n 永磁同步交流伺服电动机的实质是直流伺服电动机定子、转子的倒置应用,其结构如图4.27所示,在定子上装有三相对称绕组,转子为永久磁极,并在定子圆周上均匀布置3个霍尔传感器,用来检测转子磁极的位置也可以通过安装在轴端的光电编码器,来检测转子的磁极位置第93页/共120页(a)外形 (b)内部结构图4.27 三相永磁同步交流伺服电机外形结构 第94页/共120页n n 与直流伺服电动机相比,永磁同步交流伺服电动机没有机械换向器和电刷,通过转子位置传感器检测到的转子位置信号,控制定子绕组中电流的换向,避免了换向火花产生和机械磨损等,同时又可获得和直流伺服电动机相同的调速性能因此,永磁同步交流伺服电机也叫无刷直流伺服电机,或电子换向直流伺服电机永磁同步交流伺服电机的机械特性曲线与直流电机非常相似,如图4.28所示第95页/共120页图4.28 永磁同步交流伺服电动机的机械特性 第96页/共120页n n 4.4.2 交流伺服驱动系统交流伺服驱动系统n n 数控系统的交流伺服驱动系统以三相永磁同步交流伺服电机为执行元件从换向电路的控制方法上,同步电机的驱动电路可以分为他控换向和自控换向两大类。

    和异步电动机变频调速一样,用独立的变频装置给同步电动机提供变压变频电源,称他控换向变频调速系统;用电动机转子位置传感器信号来控制换向变频的,是自控换向交流伺服系统数控机床用的交流伺服系统一般是自控换向交流伺服系统第97页/共120页n n 自控换向交流伺服驱动系统的主要组成结构如图4.29所示,它通过电动机轴端上的转子位置检测器BQ(如霍尔开关)发出的信号来控制逆变器的换流,从而被动地改变同步电动机的供电频率;并根据外部速度给定信号,以PWM方式控制逆变脉冲宽度,改变输出到电动机定子绕组上的电压,从而调节同步电动机的转速n n 图 4.30所 示 为 西 门 子SIMODRIVE 611A交流进给驱动装置原理图第98页/共120页图4.29 自控换向交流伺。

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