數(shù)控技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)課件第5章伺服系統(tǒng)

第5章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 1伺服系統(tǒng)概述5 1 1伺服系統(tǒng)的組成與分類5 1 2伺服系統(tǒng)的基本要求 5 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路5 2 1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和主要特性5 2 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制5 2 3開(kāi)環(huán)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的工原理 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 3直流伺服電動(dòng)機(jī)5 3 1直流伺服電動(dòng)機(jī)的類型5 3 2直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理5 3 3直流電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)特性與控制方法 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 1交流伺服電動(dòng)機(jī)的類型5 4 2交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理5 4 3交流伺服系統(tǒng)的控制方法5 4 4SPWM變頻控制器 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 5位置控制5 5 1脈沖比較法5 5 2相位比較法5 5 3幅值比較 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 1伺服系統(tǒng)概述5 1 1伺服系統(tǒng)的組成與分類進(jìn)給伺服系統(tǒng)按有無(wú)位置檢測(cè)和反饋以及檢測(cè)裝置的安裝位置的不同 可分為開(kāi)環(huán)控制 半閉環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 1伺服系統(tǒng)概述5 1 1伺服系統(tǒng)的組成與分類1 開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 1伺服系統(tǒng)概述5 1 1伺服系統(tǒng)的組成與分類2 半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 1伺服系統(tǒng)概述5 1 1伺服系統(tǒng)的組成與分類3 閉環(huán)伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 1伺服系統(tǒng)概述5 1 2伺服系統(tǒng)的基本要求 1 進(jìn)給調(diào)速范圍要寬 2 位置精度要高 3 速度響應(yīng)要快 4 低速大轉(zhuǎn)矩 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路5 2 1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和主要特性1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路5 2 1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和主要特性步距角 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路5 2 1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要特性 1 步距角和步距誤差 2 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩和矩角特性 3 最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 4 最高起動(dòng)頻率 5 連續(xù)運(yùn)行的最高工作頻率 6 矩頻特性 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路5 2 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)要解決環(huán)形分配和功率放大兩個(gè)問(wèn)題 1 環(huán)形分配 1 作用是用于控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電運(yùn)行方式的 其作用就是將數(shù)控裝置送來(lái)的一串指令脈沖按照一定的順序和分配方式 控制各相繞組的通 斷電 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路5 2 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)要解決環(huán)形分配和功率放大兩個(gè)問(wèn)題 1 環(huán)形分配 2 環(huán)形脈沖分配器 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路5 2 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源 功率放大器 1 單電壓驅(qū)動(dòng)電路 2 高低壓驅(qū)動(dòng)電路 3 恒流斬波驅(qū)動(dòng)電路 4 細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路5 2 3開(kāi)環(huán)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的工原理1 工作臺(tái)位移量的控制2 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向的控制 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 3直流伺服電動(dòng)機(jī)5 3 1直流伺服電動(dòng)機(jī)的類型直流伺服電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式不同 可分為電磁式和永磁式兩種 電磁式按勵(lì)磁繞組與電樞繞組的連接方式不同 又分為并勵(lì) 串勵(lì)和復(fù)勵(lì)三種形式 按電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的不同 又可分為小慣量和大慣量?jī)煞N 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 3直流伺服電動(dòng)機(jī)5 3 2直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 3直流伺服電動(dòng)機(jī)5 3 3直流電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)特性與控制方法1 機(jī)械特性2 調(diào)節(jié)特性 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 1交流伺服電動(dòng)機(jī)的類型交流伺服電動(dòng)機(jī)分為同步型伺服電動(dòng)機(jī)和異步型伺服電動(dòng)機(jī)兩大類 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 1交流伺服電動(dòng)機(jī)的類型永磁式同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)有 1 可靠性高 易維護(hù)保養(yǎng) 2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 快速響應(yīng)性好 3 有寬的調(diào)速范圍 可高速運(yùn)轉(zhuǎn) 4 結(jié)構(gòu)緊湊 在相同功率下有較小的重量和體積 5 散熱性能好 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 2交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 3交流伺服系統(tǒng)的控制方法1 交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法同步型與異步型伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法不同 異步型伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)不能用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率s的方法來(lái)調(diào)速 也不能用改變磁極對(duì)數(shù)來(lái)調(diào)速 只能用改變電源頻率的方法來(lái)調(diào)速才能滿足數(shù)控機(jī)床的要求 實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 3交流伺服系統(tǒng)的控制方法2 變頻器的類型交一交變頻器交一直一交變頻器 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 4SPWM變頻控制器2 變頻器的類型交一交變頻器交一直一交變頻器 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 4SPWM變頻控制器SPWM逆變器的工作原理 1 SPWM波形與等效正弦波 2 產(chǎn)生SPNW波形的原理 3 SPWM變頻器主電路 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動(dòng)機(jī)5 4 4SPWM變頻控制器SPWM調(diào)制有單極性和雙極性兩種形式 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 5位置控制位置控制是伺服系統(tǒng)的重要組成部分 是保證位置控制精度的重要環(huán)節(jié) 就閉環(huán)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)而言 位置控制的實(shí)質(zhì)是位置隨動(dòng)控制 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 5位置控制5 5 1脈沖比較法1 組成 第5章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 5 5位置控制5 5 1脈沖比較法2 原理當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)要求工作臺(tái)向一個(gè)方向進(jìn)給時(shí) 經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算得到一系