第二章 數(shù)控系統(tǒng)(位移與速度檢測(cè))

1、圖2-25 閉環(huán)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)構(gòu)成框圖插補(bǔ)輸出指令位移 速度調(diào)節(jié)器 電流調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)放大器 伺服電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè) 與反饋 位置調(diào)節(jié)器機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行件位置檢測(cè) 與反饋半閉環(huán)半閉環(huán)閉環(huán)速度檢測(cè) 與反饋-+檢測(cè)反饋實(shí)際位移進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)單元（速度控制單元）圖2-26 電氣進(jìn)給伺服系統(tǒng)構(gòu)成和工作過(guò)程框圖AACBBSNSSNNC轉(zhuǎn)子各相定子936936936A相通電B相通電C相通電順時(shí)針轉(zhuǎn)3順時(shí)針轉(zhuǎn)3A相通電磁力線1234a)b)1-繞組 2-定子鐵心 3-軸 4-轉(zhuǎn)子鐵心a) 橫截面圖 b) 轉(zhuǎn)子和定子齒周向展開(kāi)圖mzk360圖 2-27 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性0 /2-/2-最大靜轉(zhuǎn)矩靜穩(wěn)定區(qū)穩(wěn)定平衡點(diǎn)

2、不穩(wěn)定平衡點(diǎn)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)環(huán)行分配器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)圖2-28 三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成原理指令脈沖功率放大器功率放大器功率放大器圖2-29 CH250管腳及典型應(yīng)用接線圖123487651314151612 11 10 9UDUSJ3LJ3rCBAR2R1J6rJ6LEN CLUD16EN69107CLJ6LJ6r12旋轉(zhuǎn)方向指令脈沖12V1F100kR1R2J3LJ3rUS14158BCA111213 圖2-30 高低壓功率放大電路100RW+80V輸入VT1VT2VT4RVT3+12V0.1F18181k200TIVD4VD1VD2VD5VD3圖2-31 永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1-外殼

3、2-轉(zhuǎn)子繞組 3-永久磁鋼的定子磁極4-轉(zhuǎn)子鐵心 5-換向器 6-電刷234561TCCRCUnTeaea2圖2-32 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電路原理MUaUf激磁電壓IaEa+-+-M圖2-33 晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)的組成原理+- 電流調(diào)節(jié)器 速度調(diào)節(jié)器-+脈寬調(diào)制器整流器電流傳感器電流反饋電路速度反饋電路速度傳感器速度指令基極驅(qū)動(dòng)電路功率放大器三相交流電源圖 2-34 雙 極 性 開(kāi) 關(guān) 功 率 放 大 器iaiatub1uaa)b)c)MV T3V T4ub3V T1V T2ub4ub1ub2ub2ub3ub4ttttttttttub4ub3ub2ub1tia+ ESV D1V D2V D3V

4、 D4uaABTt0t1t2t3t4 EST/ 2ESua-ES- ESV T1R1 0V D1R9R1 1R8R6R7ESR1 5R1 2V D2R1 3V T2R1 4圖 2 -3 5 脈 寬 調(diào) 制 器ub 4ub 3b )a )ub 1ub 1ub 2ue rQ3+-Q4Q6Q5ub 4ub 3R2 2V T4R2 1V D4R2 0R2 3R1 8R1 9R1 6V D3R1 7V T3-+Q7R2 8R2 5R2 7R2 4R2 6-+Q1R1C1R4R3Q2+-R2R5C2uAuBuAuBuA+ ue rtue rttttub 2tt-ue ruA-ue r-+-+圖2-36 永

5、磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意1-軸 2-定子繞組 3-定子 4-轉(zhuǎn)子 5-脈沖編碼器 6-轉(zhuǎn)子永久磁鐵 7-軸向通風(fēng)孔6LLL-L1457圖2-37 永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)工作原理示意NSNSnsnsnpfnns/60MS圖2-38 永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制系統(tǒng)組成原理+- 電流調(diào)節(jié)器 速度調(diào)節(jié)器-+電流傳感器電流反饋電路速度反饋電路速度傳感器速度指令逆變器三相交流電源功率放大主回路整流和濾波器PWM調(diào)制器U/f變換器PWM變頻器ut圖2-39 與正弦波等效的不等寬的矩形脈沖tu圖2-40 單相雙極性SPWM調(diào)制器-+Q1C1R4R5Q2+-R3RFC2u2u1R1R2VD1VD2-

6、+Q3uoR7R6VD4VD3R8usa12ut圖 2 - 4 2 S P W M 變 頻 器 工 作 波 形 圖tutuutttusutumutus aus bus cum a(或Ua)um b(或 Ub)um c(或 Uc)uu+ ud(或 +U s )- ud(或 -U s )+ ud(或 +U s )- ud(或 -U s )t+ ud(或 +U s )- ud(或 -U s )+ ud- ud 單 相 雙 極 性S P W M 調(diào) 制 三 相 雙 極 性S P W M 調(diào) 制圖 2-41 雙 極 性 SPW M 功 率 放 大 主 回 路VT5VT6VD11VD12UaVD10VD9VT4VT3VT1VT2uma umaVD7VD8AVD6VD3VD2VD5VD4VD1380V50HzC1umb umb umcumcAUs+Us/2-Us/2UbUc圖 2-43 半 閉 環(huán) 數(shù) 字 脈 沖 比 較 伺 服 系 統(tǒng)