數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)電氣系統(tǒng)講稿

第3.1章數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

主要內(nèi)容3.1.1概述

3.1.2步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)3.1.3直流伺服電機(jī)及其速度控制3.1.4交流伺服電機(jī)及其速度控制系統(tǒng)3.1.5直線電機(jī)及其在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用簡(jiǎn)介3.1.6位置控制數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)

伺服電機(jī)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用主軸電機(jī)帶制動(dòng)器伺服電機(jī)伺服電機(jī)刀庫(kù)刀具定位電機(jī)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)定位電機(jī)數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)

控制方式數(shù)控機(jī)床電機(jī)驅(qū)動(dòng)主要指對(duì)機(jī)床的工作臺(tái)和主軸的控制。其控制方式有三種，如下表數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)

開(kāi)環(huán)控制

NC指令步進(jìn)電機(jī)工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)

半閉環(huán)控制

NC指令位置控制速度控制電機(jī)工作臺(tái)傳感器數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)

全閉環(huán)控制

NC指令位置控制速度控制電機(jī)工作臺(tái)測(cè)速發(fā)電機(jī)數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)

混合式控制

NC指令位置控制速度控制電機(jī)工作臺(tái)比較器測(cè)速機(jī)旋變1概述伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的定義:伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接收數(shù)控單元的位移/速度控制指令,驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)/主軸按照控制指令的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接影響移動(dòng)速度、跟蹤精度、定位精度等一系列重要指標(biāo)，是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)。1概述伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用:接受CNC裝置發(fā)出的位移指令信號(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)裝置作一定的轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服電機(jī)（直流、交流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等）和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給或快速運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)1概述數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)1概述Umrichter

SIMODRIVE611digitalmitCNC

SINUMERIK840DE/R-ModulNCULeistungsteilBedientafelfront

mitPCU20/50/70Drehstrom-

ServomotorenPeripherie

SIMATICS7-300Drehstrom-

Hauptspindelmotor1概述一、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求有：1．高精度（輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度）2．穩(wěn)定性好（抗干擾能力）3．響應(yīng)速度快（系統(tǒng)跟蹤精度）4．電機(jī)調(diào)速范圍寬（最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速比）5．低速大轉(zhuǎn)矩6．可靠性高(對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性)1概述二、伺服系統(tǒng)的基本組成比較控制環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制單元執(zhí)行元件反饋檢測(cè)單元機(jī)床進(jìn)給指令1概述三、伺服系統(tǒng)的分類(lèi)按控制原理和有無(wú)檢測(cè)反饋裝置：開(kāi)環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)；按其用途和功能：進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；按其驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的動(dòng)作原理：電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電氣伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及直線電機(jī)伺服系統(tǒng)）1概述1概述閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)位置控制模塊速度控制單元伺服電機(jī)工作臺(tái)

位置檢測(cè)測(cè)量反饋速度檢測(cè)

指令速度環(huán)位置環(huán)2步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)2.1步進(jìn)電機(jī)工作原理按電磁吸引原理工作（以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的定子上有磁極，每個(gè)磁極上有激磁繞組，轉(zhuǎn)子無(wú)繞組，有周向均布的齒，依靠磁極對(duì)齒的吸合工作。2步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)定子轉(zhuǎn)子定子繞組2步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)AB定子轉(zhuǎn)子IAIBIC兩個(gè)相對(duì)的磁極組成一相。注意：這里的“相”和三相交流電中的“相”的概念不同。步進(jìn)電機(jī)通的是電脈沖，主要是指線圖的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。2步進(jìn)賴電機(jī)及其取驅(qū)動(dòng)控制演系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)左的工作方特式(通電滅順序)可否分為：三相單喝三拍、拍三相單扒雙六拍滾、三相閥雙三拍險(xiǎn)等。1）三擁相單三釋拍：（1）三戲相繞組聯(lián)懶接方式：Y型（2）三相繞組中的通電順序?yàn)椋篈相?

B相?

C相通電順序也可以為：

A相?

C相?

B相

2步進(jìn)授電機(jī)及其眼驅(qū)動(dòng)控制地系統(tǒng)1）三塵相單三渠拍工作旦方式：2步進(jìn)軋電機(jī)及其居驅(qū)動(dòng)控制短系統(tǒng)B'A'CC'BA3412A相通電伯使轉(zhuǎn)子橫1、3芽齒和AA'對(duì)齊B'A'CC'BA3412BB'A'CC'AB相通電，蹄轉(zhuǎn)子2、閉4齒和B相軸線旋對(duì)齊CC相通電，辰轉(zhuǎn)子1、客3齒和C相軸線撕對(duì)齊3412ABC1324ABC1324A2步助進(jìn)電機(jī)手及其驅(qū)趁動(dòng)控制插系統(tǒng)三相單三墓拍的特點(diǎn)孤：（1）漁每來(lái)一腥個(gè)電脈夫沖，轉(zhuǎn)兔子轉(zhuǎn)過(guò)底30°。（2）肚轉(zhuǎn)子的施旋轉(zhuǎn)方餃向取決土于三相板線圈通鴉電的順朋序。（3）每皇次定子繞綁組只有一李相通電，炎在切換瞬犧間失去自志鎖轉(zhuǎn)矩，吃容易產(chǎn)生凡失步，只跟有一相繞獎(jiǎng)組產(chǎn)生力憲矩吸引轉(zhuǎn)可子，在平監(jiān)衡位置易爛產(chǎn)生振蕩慕。2步派進(jìn)電機(jī)煤及其驅(qū)用動(dòng)控制溉系統(tǒng)2)三糾相六拍澡工作方煮式通電順額序?yàn)椋篈?AB?B?BC?C?CA?A六拍。通電順吧序A→AB→B→BC→C→CA→A…（逆時(shí)針毀）A→AC→C→BC→B→CA→A…（順時(shí)慣針）每步轉(zhuǎn)過(guò)15°，步距仙角是三相池三拍工作鴨方式的一進(jìn)半，特點(diǎn)：電機(jī)架運(yùn)轉(zhuǎn)中絲式始終有庸一相定沾子繞組林通電，影運(yùn)轉(zhuǎn)比擴(kuò)較平穩(wěn)躍。2步掀進(jìn)電機(jī)頂及其驅(qū)塘動(dòng)控制倦系統(tǒng)3)雙三廚拍工作足方式定子繞撒組通電走順序?yàn)锳B→BC→CA→AB…（轉(zhuǎn)子扛逆時(shí)針出旋轉(zhuǎn)）AC→BC→CA→…（轉(zhuǎn)子順轎時(shí)針旋轉(zhuǎn)展）有兩對(duì)磁鄉(xiāng)豐極同時(shí)對(duì)確轉(zhuǎn)子的兩赴對(duì)齒進(jìn)行駁吸引，每褲步仍旋轉(zhuǎn)30°。特點(diǎn)：始終有順一相定子群繞組通電紗，工作比貍較平穩(wěn)。右避免了單野三拍通電秒方式的缺敢點(diǎn)2步僵進(jìn)電機(jī)醉及其驅(qū)得動(dòng)控制次系統(tǒng)實(shí)際上抹步進(jìn)電購(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)子齒鑄數(shù)很多，齒數(shù)越殃多，步距吳角越小2步進(jìn)站電機(jī)及其循驅(qū)動(dòng)控制炸系統(tǒng)為改善疼運(yùn)行性紫能，定子磁掛極上的窩齒的齒距與半轉(zhuǎn)子的齒釘距相同，煌但各極的弊齒依次與餃轉(zhuǎn)子的齒虜錯(cuò)開(kāi)齒距裁的1／m肅（m電機(jī)下相數(shù)）。每次定子報(bào)繞組通電氧狀態(tài)改變殃時(shí)，轉(zhuǎn)子逆只轉(zhuǎn)過(guò)齒際距的1／夠m（如三砌相三拍）寸或1／2百m（如三是相六拍）艙達(dá)到新的效平衡位置顏。2步鵲進(jìn)電機(jī)廳及其驅(qū)緒動(dòng)控制漁系統(tǒng)齒距的1笑／m（m勤電機(jī)相數(shù)蘆）3600/Z轉(zhuǎn)子40肅個(gè)齒，若慕通電為三功相三拍，鳥(niǎo)當(dāng)轉(zhuǎn)子齒暖與A相定館子齒對(duì)齊房誠(chéng)時(shí)，轉(zhuǎn)子皺齒與B相壺定子齒相棄差（3°引），與C認(rèn)相定子齒呀相差（6刑°）。6.2愈步進(jìn)電機(jī)腦及其驅(qū)動(dòng)帖控制系統(tǒng)每給一鎖個(gè)脈沖扛信號(hào)，坊電機(jī)轉(zhuǎn)西子轉(zhuǎn)過(guò)腥角度的超理論值貓。2.2步進(jìn)電逗機(jī)的主豬要特性1．步距白角αm—定子相蛇數(shù)；z—轉(zhuǎn)子齒數(shù)仆；k—通電系賽數(shù)，m相m拍，k＝1；m相2m拍，廢k＝2。α一般不很小，如：3°／1.5°，1.5°／0.75°，0.72°／0.36°等2步進(jìn)療電機(jī)及其枕驅(qū)動(dòng)控制稅系統(tǒng)靜態(tài)：步進(jìn)電機(jī)也處于通電胳狀態(tài)，轉(zhuǎn)樹(shù)子處在不早動(dòng)狀態(tài)。靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mj：在電機(jī)軸慌上施加一盜個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)案矩M，轉(zhuǎn)子慌會(huì)在載該荷方向隔上轉(zhuǎn)過(guò)擾一個(gè)角粗度θ（失調(diào)角賢），轉(zhuǎn)子燭因而受烏到一個(gè)下電磁轉(zhuǎn)喘矩Mj的作用綁與負(fù)載謙平衡。2．矩角特敲性、最大倉(cāng)靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mjma弦x和啟動(dòng)將轉(zhuǎn)矩Mq2步節(jié)進(jìn)電機(jī)玻及其驅(qū)汗動(dòng)控制其系統(tǒng)矩角特性丘：步進(jìn)電機(jī)捏單相通電薄的靜態(tài)轉(zhuǎn)裝矩Mj隨失調(diào)角θ的變化曲秩線。啟動(dòng)頻親率或突渠跳頻率fq：空載時(shí)門(mén)，步進(jìn)戀電機(jī)由訊靜止突倦然啟動(dòng)以并進(jìn)入漸不丟步綠的正常成運(yùn)行狀流態(tài)所允宏許的最繞高頻率蘇。高于啟三動(dòng)頻率以，將不支能正常要起動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)晴的慣頻濃特性：是指電機(jī)伙帶動(dòng)純慣橋性負(fù)載時(shí)軋啟動(dòng)頻率簡(jiǎn)和負(fù)載轉(zhuǎn)且動(dòng)慣量之甜間的關(guān)系咽。3．啟動(dòng)冷頻率fq和啟動(dòng)記時(shí)的慣略頻特性2步僚進(jìn)電機(jī)肝及其驅(qū)寧動(dòng)控制睜系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)牢在帶負(fù)載董（尤其是凈慣性負(fù)載竭）下的啟文動(dòng)頻率比口空載要低悟。連續(xù)運(yùn)加行頻率蘋(píng)：步進(jìn)電機(jī)旋啟動(dòng)后，丈其運(yùn)行速下度能跟蹤犬指令脈沖蜻頻率連續(xù)褲上升而不工丟步的最漁高工作頻寨率。其值遠(yuǎn)衣大于啟半動(dòng)頻率延。運(yùn)行矩辰頻特性青：是描述桃步進(jìn)電智機(jī)在連綱續(xù)運(yùn)行典時(shí)，輸雖出轉(zhuǎn)矩娛與連續(xù)幻玉運(yùn)行頻螺率之間淺的關(guān)系橡。4．運(yùn)行矩股頻特性2步進(jìn)犯電機(jī)及其歐驅(qū)動(dòng)控制糧系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)帝的加減速潛特性描述步進(jìn)卷電機(jī)由靜宮止到工作潤(rùn)頻率和由陳工作頻率櫻到靜止的焦加、減速苗過(guò)程中，痕定子繞組銅通電狀態(tài)窗的變化頻某率與時(shí)間獻(xiàn)的關(guān)系。當(dāng)要求屬步進(jìn)電勿機(jī)啟動(dòng)偉到大于購(gòu)啟動(dòng)頻替率的工旅作頻率處時(shí)，變循化速度撞必須逐允漸上升卸；從最拾高工作辯頻率或肌高于啟伶動(dòng)頻率良的工作蘆頻率停勤止時(shí)，晶變化速秀度必須搞逐漸下頌降。逐站漸上升抓和下降盈的加速腎、減速疲時(shí)間不閣能過(guò)小核，否則噴會(huì)失步或超達(dá)步。加、減遣速特性2步禽進(jìn)電機(jī)磨及其驅(qū)特動(dòng)控制劍系統(tǒng)1．根據(jù)墊相數(shù)分賓類(lèi)有三、四、瀉五、六相等，相牧數(shù)越多更，步距朱角越小閣，通電方式瓶采用m相愚m拍、雙允m拍和m激相2m拍擁，m相m昨拍和m相敗2m拍通吧電方式中體，可采用以一/二相伙、二／三她相轉(zhuǎn)換通哨電，如五相百步進(jìn)電裙機(jī)，五虛相十拍蹤蝶的二／根三相轉(zhuǎn)燃換方式借：AB糟→AB殊C→B答C→B遙CD→忍CD→帳CDE羨→DE月→DE使A→E棋A→E灣AB2.3步進(jìn)電機(jī)蒼的分類(lèi)2步進(jìn)酬電機(jī)及其卵驅(qū)動(dòng)控制穩(wěn)系統(tǒng)根據(jù)定子房誠(chéng)與轉(zhuǎn)子間堂磁場(chǎng)建立即方式，可迫分：反應(yīng)芒式、永磁止反應(yīng)式（寧混合式）尖兩類(lèi)。反應(yīng)式橫步進(jìn)電濁機(jī)：定子決有多相安磁極，告其上有睛勵(lì)磁繞出組，轉(zhuǎn)驗(yàn)子無(wú)繞曠組，用黃軟磁材磚料制成授，由被著勵(lì)磁的旱定子繞艇組產(chǎn)生嚇?lè)磻?yīng)力湖矩實(shí)現(xiàn)墓步進(jìn)運(yùn)岔行永磁反燥應(yīng)式步慰進(jìn)電機(jī)：定子結(jié)狠構(gòu)與反應(yīng)鏡式相似，怠轉(zhuǎn)子用永玻磁材料制賞成或有勵(lì)路磁繞組、味由電磁力者矩實(shí)現(xiàn)步磁進(jìn)運(yùn)行。2．根據(jù)產(chǎn)合生力矩的笛原理分類(lèi)2步進(jìn)夸電機(jī)及其冬驅(qū)動(dòng)控制叔系統(tǒng)可將步進(jìn)汁電機(jī)分兩定類(lèi)：伺服方步進(jìn)電機(jī)功率步戶進(jìn)電機(jī)伺服步在進(jìn)電機(jī)（快速邀步進(jìn)電會(huì)機(jī)），服輸出力煉矩在幾暑十～數(shù)始百N·m，只能舊帶動(dòng)小森負(fù)載，昂加上液播壓扭矩談放大器粘可驅(qū)動(dòng)敏工作臺(tái)朽。功率步進(jìn)房誠(chéng)電機(jī)輸出力爐矩在5～50N燭·m以上，能貫直接驅(qū)動(dòng)狂工作臺(tái)。3．根據(jù)輸泄出力矩的叨大小分類(lèi)2步躁進(jìn)電機(jī)瘡及其驅(qū)鉛動(dòng)控制換系統(tǒng)2步進(jìn)功電機(jī)及其界驅(qū)動(dòng)控制米系統(tǒng)4．根據(jù)射結(jié)構(gòu)分歉類(lèi)步進(jìn)電機(jī)晶可制成軸向分思相式（頑多段式羞）徑向分相護(hù)式（單段廉式）步進(jìn)電機(jī)總的驅(qū)動(dòng)控涉制由環(huán)形分撫配器和罰功率放贏大器組成。環(huán)形分配陷器的主要變功能：將數(shù)控港裝置送截來(lái)的一傷串指令班脈沖，娃按步進(jìn)清電機(jī)所雞要求的索通電順桐序分配珍給步進(jìn)遍電機(jī)驅(qū)輝動(dòng)電源碌的各相如輸入端溉，以控倒制勵(lì)磁根繞組的概通斷，絡(luò)實(shí)現(xiàn)步蜻進(jìn)電機(jī)享的運(yùn)行禽及換向穿。2.4步進(jìn)電機(jī)幸的環(huán)形分社配器2步進(jìn)肚電機(jī)及其集驅(qū)動(dòng)控制期系統(tǒng)1．硬件環(huán)存形分配器可由D觸發(fā)器或JK觸發(fā)器賽構(gòu)成，遭亦可用援專(zhuān)用集炮成芯片層或通用賽可編程碑邏輯器滅件。CNC裝置電源環(huán)形分配器A相驅(qū)動(dòng)B相驅(qū)動(dòng)C相驅(qū)動(dòng)FULL/HALFDIRCLKM2步進(jìn)覺(jué)電機(jī)及其授驅(qū)動(dòng)控制燈系統(tǒng)硬件環(huán)形嫩分配驅(qū)動(dòng)喂與數(shù)控裝腦置的連接CH25偵0是國(guó)產(chǎn)三抓相反應(yīng)式祝步進(jìn)電機(jī)鬧環(huán)形分配彼器專(zhuān)用集失成電路芯訂片，通過(guò)脹控制端的兄不同接法絨可組成三能相雙三拍吐和三相六坡拍的工作魚(yú)方式2步米進(jìn)電機(jī)孫及其驅(qū)爐動(dòng)控制摘系統(tǒng)三相六拍憲接線圖:2．軟件環(huán)令形分配器由數(shù)控裝攤置中的軟孩件完成環(huán)授形分配，竹直接驅(qū)動(dòng)含步進(jìn)電機(jī)汗各繞組的恩通、斷電軟。用軟件環(huán)翅形分配器全只需編制撐不同的環(huán)友形分配程污序，可使眠線路簡(jiǎn)化甲，成本下款降，可靈暖活地改變減步進(jìn)電機(jī)歪的控制方符案。CNC裝置電源A相驅(qū)動(dòng)B相驅(qū)動(dòng)C相驅(qū)動(dòng)CBAM2步進(jìn)砌電機(jī)及其仰驅(qū)動(dòng)控制秘系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)門(mén)的速度控閉制進(jìn)給脈分沖頻率驗(yàn)f→舞定子屠繞組通裙電/斷厚電狀態(tài)全變化頻寧率f意→步燒進(jìn)電機(jī)呼轉(zhuǎn)速程→工作蠅臺(tái)的進(jìn)趴給速度勿V。V=6擱0δf2步孕進(jìn)電機(jī)諸及其驅(qū)檢動(dòng)控制絞系統(tǒng)作用：是將環(huán)形餅分配器或造微處理機(jī)玻送來(lái)的弱電信樹(shù)號(hào)變?yōu)槟槒?qiáng)電信釋號(hào)，以得到嫌步進(jìn)電機(jī)搶控制繞組殊所需要的脈沖電流參及所需要畫(huà)的脈沖波余形。2步廣進(jìn)電機(jī)潑及其驅(qū)堤動(dòng)控制慶系統(tǒng)2.5友功率臉?lè)糯箅娪坡?.5功率放大晶電路種類(lèi)：就其采用鼓的功率放耕大器件分綠，有中功索率晶體管魯、大功率皆晶體管、腔大功率達(dá)樣林頓晶體墊管、可控粱硅…等；就其工肆作原理腐分，有書(shū)單電壓鮮驅(qū)動(dòng)、諷高低電蹈壓驅(qū)動(dòng)完、恒流斬盛波、調(diào)烈頻調(diào)壓源、細(xì)分梁電路等。步進(jìn)電迎機(jī)有幾踩相，就申需要幾立組功率的放大電面路。2步進(jìn)停電機(jī)及其適驅(qū)動(dòng)控制變系統(tǒng)根據(jù)磁場(chǎng)產(chǎn)生戲方式分：他勵(lì)態(tài)式、永磁偷式、并勵(lì)柴式、串勵(lì)疑式和復(fù)勵(lì)圣式五種。結(jié)構(gòu)上據(jù)：有一外般電樞咐式、無(wú)缺槽電樞壁式、印平刷電樞勇式、繞泉線盤(pán)式捎和空心獨(dú)杯電樞襪式等。為避免鉗電刷換捎向器的蓄接觸，訪有無(wú)刷矩直流伺聯(lián)服電機(jī)寫(xiě)。根據(jù)控制方式分：磁場(chǎng)割控制方式就、電樞控押制方式。6.3.墾1直流伺服糖電機(jī)的結(jié)滑構(gòu)與分類(lèi)3直流樓伺服電機(jī)桂及其速度勾控制NSNS數(shù)控機(jī)床尊伺服驅(qū)動(dòng)及控羽制技術(shù)伺服電戰(zhàn)機(jī)的控世制原理工（1）直流電機(jī)啄的原理直流電機(jī)抹工作原理飽：根據(jù)弗燈來(lái)名左手撫定則，在稼磁場(chǎng)中通楊電導(dǎo)線產(chǎn)交生運(yùn)動(dòng)。線卷通電孝流，炭刷持在幾何中紀(jì)心線，產(chǎn)面生的轉(zhuǎn)子維磁場(chǎng)與定毀子磁場(chǎng)相軋垂直。為哈了保持線饒卷的轉(zhuǎn)向悅不變。其祖中的電流套交變。數(shù)控機(jī)槽床伺服驅(qū)動(dòng)及添控制技晴術(shù)伺服電機(jī)售的控制原述理（2）交流電鴉機(jī)的原宰理如下畫(huà)：（1）未汪通電流帶（2）吹S線卷通電縮慧流碑（3）李T線卷焰通電流根據(jù)上面灘的分析，母交流伺服云電機(jī)和同主步電機(jī)的錄構(gòu)造相似肉。根據(jù)弗嶺來(lái)名左手駐定則，在吐磁場(chǎng)中通即電導(dǎo)線產(chǎn)續(xù)生運(yùn)動(dòng)。它的控汽制是通吊過(guò)放大據(jù)器把直伏流變成承可變頻漢的交流昆，它和倡一般異乖步機(jī)，日同步機(jī)躍不同，紀(jì)這種變俊頻器的朗輸出頻顧率是受任安裝在文同步機(jī)蝴轉(zhuǎn)子軸趟上的位孩置傳感瓜器所控勉制。每問(wèn)當(dāng)電機(jī)誰(shuí)轉(zhuǎn)過(guò)一重對(duì)磁極槐，逆變暗器的交者流電輸膽出相應(yīng)候交變一渣個(gè)周期刊，這是駝一種“椅自灰控式變逼頻器狂”，它得保證變擊頻器的臉輸出頻鄙率和電歸機(jī)的轉(zhuǎn)澤速始終鈔保持同押步，而復(fù)不失步悉。T2S1R2S2‘T1R1NST2S1R2S2‘T1R1NST2S1R2S2‘T1R1NS在數(shù)控機(jī)靜床中，進(jìn)誘給系統(tǒng)常補(bǔ)用的直流活伺服電機(jī)僑有：1．小慣性述直流伺服辮電機(jī)因轉(zhuǎn)動(dòng)慣搬量小而得查名。這類(lèi)所電機(jī)一般近為永磁式泉。小慣量聯(lián)直流電角機(jī)最大痛限度地筑減小電裁樞的轉(zhuǎn)撓動(dòng)慣量工，所以閃能獲得找最快的浩響應(yīng)速稅度。在榮早期的感數(shù)控機(jī)孔床上應(yīng)代用得比氏較多。3直流州伺服電機(jī)陡及其速度帶控制2．大慣量光寬調(diào)速直綿流伺服電構(gòu)機(jī)（直流力矩抄電機(jī)）轉(zhuǎn)子直徑鳳較大，線億圈繞組匝淚數(shù)增加，島力矩大，夾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽大，能在兄較大過(guò)載剩轉(zhuǎn)矩時(shí)長(zhǎng)惰時(shí)間工作廚，因此可延直接與絲脈杠相連，列不需中間斬傳動(dòng)裝置膝。沒(méi)有勵(lì)磁獨(dú)回路的損俘耗，外型彈尺寸比類(lèi)撒似的其他鋸直流伺服膠電機(jī)小。特點(diǎn)：份能在較前低轉(zhuǎn)速瞧下實(shí)現(xiàn)襲平穩(wěn)運(yùn)坦行，最蠢低可達(dá)1r／min，甚至0.1r／min。數(shù)控兩機(jī)床上荒應(yīng)用廣豪泛。3直揮流伺服矮電機(jī)及承其速度蘇控制3．無(wú)刷直盛流伺服電改機(jī)（無(wú)整流究子電機(jī)碰）沒(méi)有換責(zé)向器，港由同步意電機(jī)和應(yīng)逆變器廚組成，匪逆變器脈由裝在儉轉(zhuǎn)子上飯的轉(zhuǎn)子蠢位置傳顧感器控壩制。實(shí)質(zhì)是水一種交抵流調(diào)速起電機(jī)，澤調(diào)速性淺能可達(dá)貍到直流證伺服發(fā)昆電機(jī)的液水平，床又取消泊了換向妥裝置和鵲電刷部適件，提閉高了電虛機(jī)使用直壽命。3直鉛流伺服扮電機(jī)及戴其速度爽控制3.2直流伺憂服電機(jī)漆的調(diào)速胃原理與粗方法組成：磁撲極（定子娃）、電樞騾（轉(zhuǎn)子）借、電刷與紐奉換向片他勵(lì)式直均流伺服電容機(jī)工作原慮理：直流電誕源接在膽兩電刷孤間，電稼流通入季電樞線最圈，切幅割磁力村線，產(chǎn)北生電磁旅轉(zhuǎn)矩。3直流借伺服電機(jī)存及其速度義控制直流電機(jī)漿及調(diào)速系耍統(tǒng)從圖中可弊以看出，箭接入直流超電源以后掏，電刷A踐為正極性韻，電刷B杜為負(fù)極性愿。電流從恭正電刷A雀經(jīng)線圈a習(xí)b、cd唯，到負(fù)電歪刷B流出到。根據(jù)電賢磁力定律駝，在載流嶺導(dǎo)體與磁遞力線垂直唱的條件下片，線圈每駱一個(gè)有效詞邊將受到來(lái)一電磁力限的作用。存電磁力的遞方向可用逗左手定則晚判斷，伸視開(kāi)左手，遣掌心向著苦N極，4咐指指向電芒流的方向鼠，與4指鏡垂直的拇霸指方向就專(zhuān)是電磁力娃的方向。胡在圖示瞬義間，導(dǎo)線惹ab與d活c中所受感的電磁力葡為逆時(shí)針從方向，在霜這個(gè)電磁不力的作用叨下，轉(zhuǎn)子誤將逆時(shí)針艦旋轉(zhuǎn)．即童圖中S的傳方向。直流電機(jī)灶工作原理隨著轉(zhuǎn)便子的轉(zhuǎn)去動(dòng)，線境圈邊位究置互換資，這時(shí)婚要使轉(zhuǎn)懇子連續(xù)炭轉(zhuǎn)動(dòng)．嘩則應(yīng)使鏟線圈邊飼中的電沾流方向耐也加以?shī)Z改變．想要進(jìn)行桐換向。吉由于換斥向器與濕靜止電神刷的相蘿互配合堅(jiān)作用，席線圈不趣論轉(zhuǎn)到識(shí)何處，略B刷h湖始終與剖運(yùn)動(dòng)到則N極下薯的線圈粱邊相接枕觸，而舌電極A濤始終與逐運(yùn)動(dòng)到罩S極下終的線圈淚邊相接址觸．這唉就保證艘了電流膝總是經(jīng)諸電刷經(jīng)京N極下部導(dǎo)體流般入，再蠅沿S極司導(dǎo)體經(jīng)劇電刷B糖流出。征因而電釘磁力和濁電磁轉(zhuǎn)父矩的方索向始終嘉保持不撐變，使懲電機(jī)沿柏逆時(shí)針?biāo)Ψ较蜻B甘續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)駛。直流電機(jī)珠工作原理永磁式直您流伺服電需機(jī)結(jié)構(gòu)直流伺頂服電機(jī)街構(gòu)成直流伺服構(gòu)電機(jī)的電溉源特點(diǎn)直流伺服繁電機(jī)的類(lèi)甘型CE—電動(dòng)勢(shì)籍常數(shù)CT——轉(zhuǎn)矩常數(shù)n—電機(jī)轉(zhuǎn)匙速n0－電機(jī)理?yè)跸肟蛰d轉(zhuǎn)鈴速他勵(lì)式越直流伺龍服電機(jī)次的轉(zhuǎn)速逮公式Ra—電機(jī)電樞漠回路總電裕阻Tm—電機(jī)電磁戒轉(zhuǎn)矩Ua—電機(jī)電樞乏端電壓ф—?jiǎng)?lì)磁磁盛通Ea—電樞繞塊組感應(yīng)陪電動(dòng)勢(shì)3直蛙流伺服朝電機(jī)及足其速度傘控制負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tm=0,則有直流電茂機(jī)轉(zhuǎn)速腫與轉(zhuǎn)矩額的關(guān)系嶄稱機(jī)械特性機(jī)械特性派是電機(jī)的銀靜態(tài)特性脆，是穩(wěn)定雷運(yùn)行時(shí)帶趙動(dòng)負(fù)載的疼性能，此叢時(shí)，電磁觀轉(zhuǎn)矩與外培負(fù)載相等灶。電機(jī)轉(zhuǎn)燃速與理葉想轉(zhuǎn)速殃的差Δn，反映了碧電機(jī)機(jī)械傲特性硬度似，Δn越小，早機(jī)械特額性越硬新。n0TTnDn直流電機(jī)陶的基本調(diào)鉤速方式有幅三種:調(diào)節(jié)柳電阻Ra、調(diào)節(jié)電個(gè)樞電壓Ua和調(diào)節(jié)鍵磁通Φ唯的值。3直流筍伺服電機(jī)姻及其速度冶控制電樞電阻區(qū)調(diào)速不經(jīng)濟(jì)，奏調(diào)速范圍穗有限，很森少采用。調(diào)節(jié)電糊樞電壓（調(diào)壓熱調(diào)速）時(shí)，直偏流電機(jī)景機(jī)械特怨性為一卵組平行他線，只奇改變電睜機(jī)的理愛(ài)想轉(zhuǎn)速宣n0，保持揪了原有悅較硬的谷機(jī)械特造性，所蘿以調(diào)壓調(diào)柱速主要用飾于伺服進(jìn)拍給驅(qū)動(dòng)銅系統(tǒng)電刺機(jī)的調(diào)打速如果Δ虜n值較旁大，不皇可能實(shí)失現(xiàn)寬范加圍的調(diào)戰(zhàn)速。永估磁式直協(xié)流伺服琴電機(jī)的甜Δn值急較小，汽因此，進(jìn)給系鞠統(tǒng)常采彈用永磁解式直流毒電機(jī)。3直流煎伺服電機(jī)允及其速度儲(chǔ)控制調(diào)節(jié)磁通（調(diào)磁調(diào)地速）不但改變培了電機(jī)的父理想轉(zhuǎn)速殖，而且使芬直流電機(jī)防機(jī)械特性料變軟，所猛以調(diào)磁調(diào)速主要用奸于機(jī)床主軸掀電機(jī)調(diào)速。6.3屈直流伺服位電機(jī)及其炊速度控制6.3.夏3直流伺服紐奉電機(jī)速度扒控制單元客的調(diào)速控參制方式直流電機(jī)祥速度控制柜單元常采倍用的調(diào)速染方法：晶閘管娛（可控賠硅）調(diào)鞋速系統(tǒng)晶體管事脈寬調(diào)薪制（P倒WM）喚調(diào)速系法統(tǒng)。6.3珠直流伺服暗電機(jī)及其叢速度控制1．晶閘第管調(diào)速幻玉系統(tǒng)6.3修直流伺服巷電機(jī)及其界速度控制速度控制電壓電樞電壓U*n速度調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器觸發(fā)脈沖發(fā)生器可控硅整流器電流反饋速度反饋電流檢測(cè)編碼器電機(jī)+-UnInI*n+-US直流雙哈環(huán)調(diào)速系毫統(tǒng)6.3俘直流左伺服電排機(jī)及其致速度控使制主回路：二組幅反并接術(shù)，分狐別實(shí)現(xiàn)劃正轉(zhuǎn)和室反轉(zhuǎn)原理：三相聯(lián)整流器波，由二熔個(gè)半波猴整流電蔽路組成辟。每部熄分內(nèi)又重分成共廈陰極組箭（11賽、13垃、15貫）和共菊陽(yáng)極組陡（12宮、14夠、16堪）。為色構(gòu)成回胞路，共擊陰極組禾和共陽(yáng)離極組中鏈必須各殿有一個(gè)疫可控硅容同時(shí)導(dǎo)種通。只擠要改變艇可控硅醫(yī)觸發(fā)角繁（即改僻變導(dǎo)通名角），大就能改嗽變可控而硅的整道流輸出悲電壓，注從而改擱變直流紐奉伺服電串機(jī)的轉(zhuǎn)星速。6.3邁直流伺服裝電機(jī)及其恢速度控制2．PWM調(diào)速控壘制系統(tǒng)控制電乓路簡(jiǎn)單駐，不需饑附加關(guān)愚斷電路談，開(kāi)關(guān)進(jìn)特性好悠。廣企泛應(yīng)用吸中、小允功率直某流伺服萬(wàn)系統(tǒng)周期不變脈寬脈寬脈寬脈寬平均直流電壓Uωt周期不變3直流忘伺服電機(jī)愉及其速度疼控制直流電冠機(jī)電壓厚的平均縮慧值:T—脈沖周期沖，Ton—導(dǎo)通時(shí)囑間6.3征直流伺服攜電機(jī)及其晃速度控制脈寬調(diào)作制（P痛WM）倉(cāng)系統(tǒng)組表成：速度調(diào)節(jié)器電流反饋脈寬調(diào)制基極驅(qū)動(dòng)功放振蕩器

電流調(diào)節(jié)器M速度指令

三相交流電整流速度反饋UsrUSCU△Ub3直行流伺服馬電機(jī)及挪其速度共控制脈寬調(diào)制紗器作用：將歪電壓量轉(zhuǎn)她換成可由皇控制信號(hào)炭調(diào)節(jié)的矩腿形脈沖，隙為功率晶沒(méi)體管的基齒極提供一蔥個(gè)寬度可戀由速度指土令信號(hào)調(diào)求節(jié)的脈寬噴電壓。組成：券調(diào)制信叨號(hào)發(fā)生喉器（三遣角波和通鋸齒波腦兩種）撿和比較庭放大器拜。原理：淚以三角分波發(fā)生代器為例課介紹3直爆流伺服徒電機(jī)及徑其速度胃控制R1+12VUSCR1R3R2+-12VUSrU△-USr–速度指潔令轉(zhuǎn)化腥過(guò)來(lái)的直玩流電壓U△-三角波USC-脈寬調(diào)殲制器的酸輸出（USr+U△）調(diào)制波著形圖ttUSr+U△+U

Sroo-U

SrttUSr為正時(shí)USr為負(fù)時(shí)USr+U△ttUSr為0時(shí)調(diào)制出正負(fù)脈寬一樣方波平均電壓為0調(diào)制出脈寬較寬的波形平均電壓為正調(diào)制出脈寬較窄的波形平均電壓為負(fù)3直流殼伺服電機(jī)賓及其速度返控制開(kāi)關(guān)功率勉放大器是脈寬緒調(diào)制速犯度單元局的主回樸路結(jié)構(gòu)：串有兩種橡形式：H型（橋輕式）、T型。每壤種電路初又有單擦極性工混作方式似和雙極譯性工作斃方式，通各種不繳同的工基作方式敘又可組要成可逆截開(kāi)關(guān)放何大電路趟和不可拔逆開(kāi)關(guān)瞇放大電誰(shuí)路?？赡鍴型舒雙極式P責(zé)WM開(kāi)關(guān)動(dòng)功率放大書(shū)器為例6.3鍛直流伺服分電機(jī)及其拉速度控制可逆H嘴型雙極休式PW桂M開(kāi)關(guān)扭功率放齊大器USABD1D2D3D4MT1T2T4T3UdUABUb2Ub3OttUb1Ub4Ot1TUS-USOttidid1id2id1id2O6.3尚直流伺服帳電機(jī)及其惹速度控制USABD1D2D3D4MT1T2T4T3UdUABUb2Ub3OttUb1Ub4Ot1TUS-USOttidid1id2id1id2O電機(jī)正轉(zhuǎn)隙、反轉(zhuǎn)、肆停止：由正、傅負(fù)驅(qū)動(dòng)電耐壓脈沖播寬窄定束。當(dāng)正脈沖較襖寬時(shí)，戶即t1>T/2，平均電目壓為正，撥電機(jī)正轉(zhuǎn)懶；當(dāng)正脈沖較窄勻時(shí)，t1<T/2，平均桿電壓為杠負(fù)，電罰機(jī)反轉(zhuǎn)粉；正負(fù)脈沖寬度哭相等，t1=T/2，平均猴電壓為兩零，電毅機(jī)停轉(zhuǎn)黨。電機(jī)速倉(cāng)度的改詞變：電樞平彼均電壓UAB越大轉(zhuǎn)故速越高靈。UAB由驅(qū)動(dòng)電字壓脈沖蛋寬度決蠻定。3直西流伺服剪電機(jī)及望其速度齊控制電刷和碧換向有命磨損，晝有時(shí)會(huì)落產(chǎn)生火演花；換向器由撕多種材料磨制成，制鄙作工藝復(fù)蒙雜；電機(jī)最別高速度銜受限制瓶；結(jié)構(gòu)復(fù)谷雜，成步本較高加，所以在使陜用上受到亭一定的限件制。4交流伺榆服電機(jī)即及其速減度控制靈系統(tǒng)直流電機(jī)咳缺點(diǎn)：1交流伺服舟電機(jī)的分鍛類(lèi)與特點(diǎn)數(shù)控機(jī)座床上應(yīng)撞用的交涉流電機(jī)蓄一般都配為三相眾。分：異步慕型和同步怖型交流伺括服電機(jī)。從建立所否需氣隙磁激場(chǎng)的磁勢(shì)困源來(lái)說(shuō)，秩同步型交過(guò)流電機(jī)分培：電磁式表及非電磁快式兩大類(lèi)概。非電磁稀式有磁搶滯式、盜永磁式某和反應(yīng)同式多種晴。4交流伺服凈電機(jī)及其擊速度控制披系統(tǒng)1.1交流伺抗服電動(dòng)血機(jī)交流伺服雜電動(dòng)機(jī)就墨是一臺(tái)兩相交蝴流異步孔電機(jī)。女它的定蔬子上裝貝有空間惹互差9痛0的兩個(gè)繞組桐：勵(lì)磁繞考組和控制崇繞組，其東結(jié)構(gòu)如圖抄所示。勵(lì)磁繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子交流伺書(shū)服電動(dòng)揭機(jī)結(jié)構(gòu)迅圖放大器檢測(cè)元件控制信號(hào)+–+–控制繞組勵(lì)磁繞組+++–––1勵(lì)磁繞蹦組串聯(lián)雜電容C,是為了政產(chǎn)生兩候相旋轉(zhuǎn)鉗磁場(chǎng)。適當(dāng)選率擇電容段的大小奏，可使喬通入兩軋個(gè)繞組蛇的電流匪相位差月接近9詳0,從而產(chǎn)亭生所需的擦旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)卷。交流伺服電動(dòng)機(jī)的接線圖和相量圖(a）接線圖1(b)相量圖永磁式撒同步電雪機(jī)：優(yōu)點(diǎn)：吧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)縮慧單、運(yùn)決行可靠趨效率高勵(lì)；缺點(diǎn)：體哨積大、啟令動(dòng)特性欠休佳。與直流電窗機(jī)比：外微形尺寸、曬重量、轉(zhuǎn)俯子慣量大瘦幅減小與異步交于流伺服電姿機(jī)相比：明效率高、辣體積小。4交流伺染服電機(jī)境及其速跡度控制昨系統(tǒng)異步型交屢流伺服電淋機(jī)與同容漲量的直流案電機(jī)相比病：優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)≈亓枯p內(nèi)，價(jià)格最便宜；缺點(diǎn)：勵(lì)轉(zhuǎn)速受鬧負(fù)載的庸變化影跪響較大羅，不能寸經(jīng)濟(jì)地偶實(shí)現(xiàn)范撕圍較廣茂的平滑偶調(diào)速，故異步型躍交流伺蓄服電機(jī)鐵用在主茅軸驅(qū)動(dòng)訓(xùn)系統(tǒng)中。4交流伺服蒙電機(jī)及其聞速度控制貼系統(tǒng)VSVS脈沖編碼器轉(zhuǎn)子定子接線盒定子三相繞組1．永磁式衛(wèi)交流同步剖電機(jī)結(jié)構(gòu)：電搏機(jī)由定子泡、轉(zhuǎn)子和焰檢測(cè)元件仗組成4交流伺服泛電機(jī)及其寶速度控制踐系統(tǒng)永磁式亮交流同迅步電機(jī)敘工作原遍理和性荒能nr＝ns＝60f1／pns—同步轉(zhuǎn)鬼速，θ—轉(zhuǎn)子磁蓄極的軸奴線與定姑子磁極覆的軸線序夾角，nr—轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)之轉(zhuǎn)速，f1—交流電馳源頻率（色定子供電稱頻率），p—定子和室轉(zhuǎn)子的處極對(duì)數(shù)nSNns

nr

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S4交流伺服遠(yuǎn)電機(jī)及其循速度控制護(hù)系統(tǒng)2．交流主墊軸電機(jī)定子三相聲繞組通三扎相交流電悅，產(chǎn)生旋吳轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驕磁場(chǎng)切割斜轉(zhuǎn)子中的亦導(dǎo)體，導(dǎo)敞體感應(yīng)電目流與定子置磁場(chǎng)相作獎(jiǎng)用產(chǎn)生電抓磁轉(zhuǎn)矩，寺推動(dòng)轉(zhuǎn)子芹轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)黨速nr為ns—同步轉(zhuǎn)災(zāi)速，f1—交流電源仁頻率（定拉子供電頻布率）s—轉(zhuǎn)差率，s=(息ns－nr)/腹ns，p—極對(duì)數(shù)4交流伺同服電機(jī)餐及其速輸度控制哲系統(tǒng)3交流伺服惡電機(jī)的變辜頻調(diào)速nr＝ns＝60f1／p由上兩緩式可見(jiàn)結(jié)，只要任改變交托流伺服地電機(jī)的估供電頻幫率f1，即可蟻改變電合機(jī)轉(zhuǎn)速世，所以膨交流伺鄙服電機(jī)啞調(diào)速應(yīng)布用最多爐的是變頻調(diào)速。變頻調(diào)速壞的主要環(huán)獨(dú)節(jié)是：為誦交流電機(jī)筐提供變頻蔥電源的變隔頻器。變頻器腳分：交——交變爆頻交——直——交變頻4交流伺音服電機(jī)科及其速判度控制術(shù)系統(tǒng)交——交變頻：利用可控深硅整流器房誠(chéng)直接將工戲頻交流電句（頻率50H殘z）變成頻麗率較低的壁脈動(dòng)交流幸電，正組細(xì)輸出正脈灑沖，反組研輸出負(fù)脈迅沖，脈動(dòng)線交流電的色基波是所惑需的變頻友電壓。該方法郵所得的壓交流電錘波動(dòng)比樂(lè)較大，擠且最大工頻率即宏為變頻旱器輸入提的工頻固電壓頻欲率。4交流伺等服電機(jī)鴨及其速羞度控制旺系統(tǒng)交—直—交變頻：先將交流張電整流成喜直流電，拒然后將直惡流電壓變譯成矩形脈則沖波電壓輩，矩形脈煉沖波的基鍬波是所需葉的變頻電議壓。該調(diào)頻啊方式所肺得交流娘電的波隆動(dòng)小，義調(diào)頻范園圍比較免寬，調(diào)伙節(jié)線性紫度好。4交流伺怎服電機(jī)宵及其速暗度控制石系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床休常采用交—直—交變頻奔調(diào)速。在交—直—交變頻中蚊：Pul中se疾Wid完th險(xiǎn)Mod蒙ula卡tio礙n（脈沖寬魔度調(diào)制），根據(jù)中央間直流紅電壓是憐否可調(diào)挑分：中混間直流排電壓可遺調(diào)PWM逆變器禁、中間徹直流電分壓固定穩(wěn)的PWM逆變器；根據(jù)中間箭直流電路謊儲(chǔ)能元件薦是大電容直還是大電安感分：電古壓型逆變掃器、電流紗型逆變器SPW獻(xiàn)M（正御弦波P降WM）鍬變頻器是目前線應(yīng)用最孤廣、最餃基本的鉗一種交—直—交型電鐘壓型變嘗頻器，在交流調(diào)誓速系統(tǒng)中介獲得廣泛陶應(yīng)用。4交流伺服恭電機(jī)及其劃速度控制柔系統(tǒng)SPW咐M變壓麻變頻器調(diào)制原理證（以單相挖為例）正弦脈寬是調(diào)制（S咽PWM）豎波形:與約正弦波等止效的一系越列等幅不輕等寬的矩熟形脈沖波的。等效原理哪：把正弦頭波分成n插等分，每月一區(qū)間面板積用與其躁相等的等狀幅不等寬撈的矩形面懷積代替。正弦波的饞正負(fù)半周咽均如此處異理。uωtωtuOOa)b)4交流伺蜂服電機(jī)廁及其速霸度控制屑系統(tǒng)SPW慣M控制籍波的生土成:正離弦波—三角波每調(diào)制Q：電獅壓比較丹器UR：由指令宮脈沖轉(zhuǎn)換傍來(lái)的UΔ：三角波逆發(fā)生器電路原克理示意寧圖4交流伺裁服電機(jī)塊及其速土度控制燦系統(tǒng)指令脈沖傷轉(zhuǎn)換來(lái)的型信號(hào)三相S庸PWM傻控制電遙路框圖4交流伺刮服電機(jī)秤及其速賊度控制較系統(tǒng)整流器將三相工淋頻交流電助變成直流獻(xiàn)電逆變器將整流教電路輸鄉(xiāng)豐出的直以流電壓之逆變成務(wù)三相交諷流電，紐奉驅(qū)動(dòng)電復(fù)機(jī)運(yùn)行主回路4交流伺似服電機(jī)致及其速借度控制懸系統(tǒng)uAuBuΔ

ωtuC50HzD1D2D3D4D5D6D6D8D9D10D11T1T2T3T4T5T6uB1uB4uB2uB5uB3uB6uAuPu0AuΔ

uA:由指令脈沖轉(zhuǎn)換來(lái)的指令脈錄沖轉(zhuǎn)換聾來(lái)的信膠號(hào)①②③④4交流伺服刻電機(jī)及其丸速度控制客系統(tǒng)6.4水.4交流伺服包電機(jī)的矢仰量控制矢量控制險(xiǎn)(磁場(chǎng)定悉向控制)摔是德國(guó)F緞．Bla寸sche固于197輸1年提出枯的。交流伺民服電機(jī)羊可以利棗用SP淋WM進(jìn)太行矢量沫變頻調(diào)趁速控制糧，使得賢交流調(diào)酬速獲得森如同直祝流調(diào)速充同樣優(yōu)歸良的理抄想性能慢。經(jīng)過(guò)3崗0多年葡的工業(yè)速實(shí)踐的嬸考驗(yàn)、角改進(jìn)和綠提高，辰目前廣醉泛應(yīng)用蠶工業(yè)生質(zhì)產(chǎn)實(shí)踐圖中。4交流伺側(cè)服電機(jī)勵(lì)及其速者度控制脾系統(tǒng)1．矢辨量控制菌的基本簡(jiǎn)原理交流電餓機(jī)矢量互控制的唇基本思鵲想：利用“等效”概念，聽(tīng)將三相咬交流電窮機(jī)輸入娛的電流吉（矢量蒸）變換花為等效透的直流煎電機(jī)中禽彼此獨(dú)偏立的勵(lì)磁電流告和電樞電笨流（標(biāo)量）差，建立起津交流電機(jī)夢(mèng)的等效數(shù)曾學(xué)模型，遍然后通過(guò)侵對(duì)這兩個(gè)薦量的反饋?zhàn)窨刂?，?shí)碌現(xiàn)對(duì)電機(jī)款的轉(zhuǎn)矩控靈制；再通咸過(guò)相反的施變換，將稈被控制的昏等效直流駐電機(jī)還原續(xù)為三相交墨流電機(jī)，恒那么三相薄交流電機(jī)需的調(diào)速性盈能就完全利體現(xiàn)了直傷流電機(jī)的走調(diào)速性能侄。等效變庸換的準(zhǔn)評(píng)則：變換前后咳必須產(chǎn)生星同樣的旋紅轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。4交流伺騰服電機(jī)畫(huà)及其速比度控制核系統(tǒng)2．矢量控舅制的等效嘉過(guò)程（1）館三相/勺二相變德?lián)Q將三相交炒流電機(jī)變輩換為等效排的二相交由流電機(jī)以阻及與其相剛反的變換含。采用的方吩法：把異獻(xiàn)步電動(dòng)機(jī)現(xiàn)的A、B橡、C三相爹坐標(biāo)系的甜交流量變幕換為α-姜β兩相固碌定坐標(biāo)系普的交流量（2）矢量鳳旋轉(zhuǎn)變憶換將二相斯交流電鉤機(jī)變換毒為等效刃的直流袖電機(jī)。4交流伺服掀電機(jī)及其裝速度控制篩系統(tǒng)數(shù)控機(jī)晴床伺服驅(qū)動(dòng)及透控制技水術(shù)伺服電機(jī)哥的控制原拔理（3）直流電機(jī)仗與交流電武機(jī)的區(qū)別6.5軌.1直線電狹機(jī)的特歐點(diǎn)機(jī)床進(jìn)給恢系統(tǒng)采用絲式直線電機(jī)葵直接驅(qū)動(dòng)歲，與原旋瀉轉(zhuǎn)電機(jī)傳湊動(dòng)方式的超最大區(qū)別是：取消了從覆電機(jī)到工零作臺(tái)（拖余板）之間竭的機(jī)械中比間傳動(dòng)環(huán)宴節(jié)，即把朗機(jī)床進(jìn)給剃傳動(dòng)鏈的老長(zhǎng)度縮短魂為零，故這種傳蛇動(dòng)方式稱黃為“直接驅(qū)動(dòng)”，也稱“零傳動(dòng)”。直接驅(qū)早動(dòng)避免瓶了絲杠雹傳動(dòng)中羅的反向低間隙、乞慣性、黎摩擦力崇和剛性檔不足等寧缺點(diǎn)。5直線電毫機(jī)及其襲在數(shù)控勉機(jī)床中輔的應(yīng)用央簡(jiǎn)介5直線電貞機(jī)及其抓在數(shù)控敢機(jī)床中碎的應(yīng)用周簡(jiǎn)介6.5哨.2直線電機(jī)部的基本結(jié)客構(gòu)和分類(lèi)感應(yīng)式旋聚轉(zhuǎn)電機(jī)演鵲變?yōu)橹本€歐電機(jī)的過(guò)作程5直線電禾機(jī)及其殼在數(shù)控頓機(jī)床中恒的應(yīng)用舅簡(jiǎn)介由永磁淡旋轉(zhuǎn)電完機(jī)演變叫為直線甩電機(jī)的摸過(guò)程5直線電機(jī)既及其在數(shù)?？貦C(jī)床中腳的應(yīng)用簡(jiǎn)四介旋轉(zhuǎn)電賓機(jī)演變叮為圓筒護(hù)型直線刺電機(jī)的饅過(guò)程5直線電機(jī)映及其在數(shù)稠控機(jī)床中御的應(yīng)用簡(jiǎn)已介弧型直線析電機(jī)圓盤(pán)型直目線電機(jī)5直線電絞機(jī)及其謹(jǐn)在數(shù)控太機(jī)床中佩的應(yīng)用化簡(jiǎn)介§6.3撇數(shù)控難機(jī)床的檢奸測(cè)裝置檢測(cè)元猶件（傳擔(dān)感器）信號(hào)處暮理裝置(測(cè)量線美路)實(shí)時(shí)測(cè)森量機(jī)床頑執(zhí)行部遵件的位容移和速容度信號(hào)貸，并變浙換成位蘆置控制蠻單元所接要求的徐信號(hào)形巾式，從渣而將運(yùn)仗動(dòng)部件悶現(xiàn)實(shí)位潔置反饋友到位置舉控制單脊元，以枯實(shí)施閉遙環(huán)控制舌，提高強(qiáng)路徑控飽制精度批。在設(shè)計(jì)形數(shù)控機(jī)賊床伺服順系統(tǒng)，爸尤其是幫高精度映進(jìn)給伺崗服系統(tǒng)竿時(shí)，必迅須精心宴選擇檢汗測(cè)裝置移?！駲z測(cè)裝育置組成：●檢測(cè)裝蔑置作用秧：一、概鋪述§6.3鉗數(shù)控族機(jī)床的檢桑測(cè)裝置ⅱ分辨率傷：位移檢測(cè)購(gòu)裝置能夠巷正確檢測(cè)慢的最小位尸移量。例：1μm,2″●位移檢經(jīng)測(cè)裝置終的精度熊指標(biāo)：ⅰ測(cè)量精度退：在一定注的測(cè)量號(hào)長(zhǎng)度或孩測(cè)量轉(zhuǎn)彩角范圍廣內(nèi)，測(cè)眠量的累亭積誤差良最大值苗。例：±0.癥002保～0.湊02㎜疲／m,±10″貴／360蒼°不同數(shù)著控機(jī)床難對(duì)檢測(cè)寸裝置精宇度、速威度要求喂：大型機(jī)床槳：速度為浴主；中小型機(jī)姥床、高精暗度機(jī)床：萍精度為主趕。一、概述●數(shù)控機(jī)床奏對(duì)位置測(cè)東量裝置的釣要求:1.工作可靠斯性，抗干秒擾能力強(qiáng)栗：受溫度、斑濕度的影鐵響小，工賓作可靠，托精度保持敏性好，抗雞干擾能力賭強(qiáng)；2.能滿足辰精度和層速度的睬要求:位置檢測(cè)表裝置分辨版率應(yīng)高于曉數(shù)控機(jī)床報(bào)的分辨率占（一個(gè)數(shù)丑量級(jí)）；位置檢測(cè)立裝置最高銀允許的檢絨測(cè)速度應(yīng)銅數(shù)控機(jī)床聯(lián)的最高運(yùn)荷行速度。3.使用維傷護(hù)方便，呈適應(yīng)機(jī)床據(jù)工作環(huán)境堪；4.成賊本低。§6.3腳數(shù)控承機(jī)床的檢孤測(cè)裝置一、概限述§6.3餡數(shù)控寇機(jī)床的檢握測(cè)裝置●半閉環(huán)辮控制的籠數(shù)控機(jī)碑床使用昨的位置測(cè)驅(qū)量裝置：旋轉(zhuǎn)變壓管器、編碼分器等，安靈裝在電機(jī)蓄或絲杠上槳，通過(guò)測(cè)叢量電機(jī)或蘿絲杠的角鍋位移間接專(zhuān)測(cè)量工作貝臺(tái)的直線氧位移。●閉環(huán)控制釀系統(tǒng)的數(shù)弄控機(jī)床使搶用的位置測(cè)按量裝置：感應(yīng)同步自器、光柵螺、磁柵等肯，安裝在繭工作臺(tái)和錄導(dǎo)軌上，緩直接測(cè)量芹工作臺(tái)的淺直線位移植。一、概柳述光柵光柵尺身尺身安裝孔

掃描頭（與移動(dòng)部件固定）可移動(dòng)電纜光柵編碼器安裝方式1、和毀伺服電呆機(jī)同軸辮聯(lián)接，在編碼器階在進(jìn)給衛(wèi)傳動(dòng)鏈刑前端；拆安裝方吵便。2、連在助滾珠絲杠鉆末端，包世含的傳動(dòng)怖鏈誤差比姻前者多，郵位置控制逢精度較高獵；工作臺(tái)絲杠編碼器電機(jī).否感應(yīng)同砌步器：?分類(lèi)：直線式感萬(wàn)應(yīng)同步器策：旋轉(zhuǎn)式感瓶應(yīng)同步器：用于測(cè)量巖直線位移用于測(cè)量告轉(zhuǎn)角位移電磁式霸的位移孔檢測(cè)傳易感器§6.3你數(shù)控闖機(jī)床的檢屠測(cè)裝置（固定越在床身糧上）（安裝在聲移動(dòng)部件箱上）平行，間瞎隙為0.際25~0語(yǔ).05m勉m節(jié)距2τ（2辨mm）絕緣粘結(jié)劑銅箔鋁箔耐切削液涂層基板(鋼、銅)定尺滑尺sincos滑尺節(jié)距(0.5先mm)感應(yīng)繞組正弦勵(lì)凍磁繞組余弦勵(lì)伸磁繞組1.直爛線式感應(yīng)同步器賺的結(jié)構(gòu)掉：.感摔應(yīng)同步器歇：§6.3魚(yú)數(shù)控銅機(jī)床的檢葛測(cè)裝置二.毒感應(yīng)同步離器感應(yīng)同步助器的工作懼原理：電磁耦合暗原理工作時(shí)，面在滑尺上續(xù)的繞組上鴉通勵(lì)磁電楚壓由于電瓶磁耦合市作用，偉在定尺摘繞組上具產(chǎn)生感桂應(yīng)電壓當(dāng)滑尺和忍定尺之間麗發(fā)生相對(duì)鑼位移時(shí)由于電磁珍耦合的變議化，定尺輪上感應(yīng)繞愧組中的感挑應(yīng)電壓也銳發(fā)生變化感應(yīng)電壓序的變化與亞相對(duì)位移賊之間有一廁定的關(guān)系通過(guò)測(cè)繡量定尺是繞組中犧的感應(yīng)章電壓，仁借以進(jìn)涼行位移冷量的檢訪測(cè)§6.3牽數(shù)控泉機(jī)床的檢肺測(cè)裝置二.撞感應(yīng)拴同步器U0U0移動(dòng)距離USUSUSUSUS定尺滑尺感應(yīng)同狂步器中綠定尺挺繞組中在感應(yīng)電站壓的變妖化情況以滑尺引上正弦地勵(lì)磁繞匙組為例悔：§6.3辦數(shù)控疲機(jī)床的檢舉測(cè)裝置二.陣感應(yīng)悟同步器§6.勁3俗數(shù)控機(jī)越床的檢拉測(cè)裝置二.箱感應(yīng)同步遲器3.感度應(yīng)同步凈器的信斃號(hào)處理評(píng)原理當(dāng)滑尺正貌旋繞組上岸加激磁電陜壓us后，與鑒之相耦死合的定落尺繞組秀上的感宅應(yīng)電壓肢為：uos=KuScosθK—電籮磁感應(yīng)系韻數(shù)θ—定尺置繞組上紋感應(yīng)電床壓的相揭位角（高空間相認(rèn)位角）相位角θ旺與相對(duì)位勞移量x青的關(guān)系：2τ:2筆π=x禿:θ∴θ=xπ閑／τ當(dāng)滑尺女余旋繞龜組上加偏激磁電升壓uc后，與之跪相耦合的吃定尺繞組際上的感應(yīng)肝電壓為：uoc=Kuccos（θ+π/2）=－Kucsinθ§6.3閑數(shù)控萬(wàn)機(jī)床的檢卻測(cè)裝置二.憤感應(yīng)同步撿器當(dāng)滑尺提正、余吹旋繞組版上同時(shí)舌加激磁尸電壓us、uc時(shí)，由綱于感應(yīng)同步倚器的磁路澡可視為線械性的，根療據(jù)疊加原閱理，則與之相耦宏合的定尺周繞組上洋的總感應(yīng)雹電壓為：uo=uos+uoc=KuScosθ－KucsinθK—丈電磁感機(jī)應(yīng)系數(shù)θ—定尺繞備組上感應(yīng)胞電壓的相丹位角（空伯間相位角暗）相位角θ盲與相對(duì)位絹移量x歇的關(guān)系：θ=x懼π／τ由于相對(duì)居位移量矛x與藏相位角θ缸呈線性關(guān)撥系，只要泥能測(cè)出相款位角θ，需就可求得秒位移量借x。根據(jù)滑閃尺正、罪余旋繞沾組上激懷磁電壓us、uc供電方式貝的不同和促對(duì)輸出電脫壓檢測(cè)方評(píng)式的不同朱，感應(yīng)同果步器可有兩禮種工作尚方式：勤鑒相工鼻作方式朽、鑒幅腰工作方時(shí)式?！?.湯3慘數(shù)控機(jī)橡床的檢爐測(cè)裝置二.座感應(yīng)同步描器4.感歸應(yīng)同步毀器的鑒短相工作晶方式在該種國(guó)工作方滑式中，滑尺正孔、余旋免繞組通竄以是頻率相堤同、幅值跳相同，相瞞位差為臣π/2的企交流勵(lì)磁腦電壓。正旋繞組勵(lì)磁電壓確:uS=Umsin盤(pán)ωt余旋繞達(dá)組勵(lì)磁電按壓:uC=Umcos糕ωt定尺繞晚組上的總創(chuàng)感應(yīng)電壓花為：uo=uos+uos=KuScosθ－Kucsin振θ=K堵Umsin量ωt稠cos傳θ－KUmcosω怕tsin芳θ=K駝Umsin評(píng)（ωt－θ）結(jié)論：在鑒相工莫作方式中假,通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電壓uo與正旋繞衰組勵(lì)磁電壓uS相位差鵝θ，就可求跳得滑尺上與定尺靈相對(duì)位售移量x?！?.晴3脹數(shù)控機(jī)坡床的檢封測(cè)裝置二.晝感應(yīng)閉同步器例如：定尺感應(yīng)具輸出電壓董與滑尺勵(lì)籃磁電壓間非的相位差急為3.60，表明滑餐尺移動(dòng)了卵多少mm哨？(0.暖02mm青)2mm§6.練3膜數(shù)控機(jī)彼床的檢師測(cè)裝置二.市感應(yīng)辜同步器4.感洗應(yīng)同步塵器的鑒挨幅工作脾方式在該種疫工作方纖式中，滑尺正、少余旋繞組揚(yáng)通以是頻率相取同、相位在相同，但助幅值不同哄的交流勵(lì)勻磁電壓。正旋繞組勵(lì)磁電梯壓:uS=Umsinθ1sin接ωt余旋繞組勵(lì)磁電壓野:uC=Umcosθ1sin氏ωt電氣相遷位角θ1=πx1／τ（x1是指令泳位移值）定尺繞動(dòng)組上的總溝感應(yīng)電壓棵為：uo=uos+uos=KuScosθ－Kucsinθ=K懼Umsinθ1sin掌ωt塞cos奸θ－KUmcosθ1sinω特tsi氏nθ=K透Umsin（御θ1－θ）si代nωt令θ1－θ=Δθ=K融UmsinΔθsin竟ωt當(dāng)Δθ很小時(shí)烏，KUmΔθsinω霉t而Δθ=π障Δx/桐τ=K壺UmπΔ農(nóng)x/淹τsin勵(lì)ωt結(jié)論：在鑒幅只工作方目式中,通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電壓uo的幅值，就可求得鍋滑尺與定值尺相對(duì)位址移量x消?！?.炮3眨數(shù)控機(jī)猴床的檢壇測(cè)裝置二.熟感應(yīng)蹲同步器5.幾點(diǎn)坡說(shuō)明：*感應(yīng)同鞭步器的夸測(cè)量周釋期為其嚼繞組的漁節(jié)距2店τ（2故mm）*感應(yīng)同洽步器的慈測(cè)量精遙度取決奧于測(cè)量襲電路對(duì)筑輸出感索應(yīng)電壓剛的細(xì)分箏精度。*現(xiàn)在負(fù)商品化榮的感應(yīng)伸同步器路的輸出橋大多是驗(yàn)脈沖量飾，使其害能方便雅地采銜用現(xiàn)代員的數(shù)字夢(mèng)處理技原術(shù)。*感應(yīng)同領(lǐng)步器的特番點(diǎn)：精度高對(duì)環(huán)境拌的適應(yīng)冒能力強(qiáng)鳳：抗?jié)駬?、溫度踐、熱變烈形影響槳的能力和強(qiáng)；維護(hù)簡(jiǎn)嫁單、壽族命長(zhǎng)：犁非接觸抬測(cè)量，凈無(wú)磨損宴，精度欠保持性逆好。測(cè)量距離插長(zhǎng)：通過(guò)厘接長(zhǎng)可滿載足大行程貧測(cè)量的要鹿求?！?.3錫數(shù)控光機(jī)床的檢槍測(cè)裝置二.牛感應(yīng)美同步器*感應(yīng)同步床器的使用注丸意事項(xiàng)盡：在安裝方拐面：保證安較裝精度顧（安裝揀面的精孤度、定升尺與滑彩尺的相當(dāng)對(duì)位置肯精度、乳接縫的徑調(diào)整精脫度）加裝防塔護(hù)裝置樹(shù)（避免肉切屑、俊油污、貿(mào)灰塵的脅影響）在電氣方谷面：要保證激覽磁電壓波吊形的對(duì)稱主性和保真號(hào)性。對(duì)鑒相系貫統(tǒng)：激墾磁電壓的田幅值、頻熔率相等；續(xù)相位差9攔00對(duì)鑒幅系隱統(tǒng)：對(duì)Umsinθ1、Umcosθ1調(diào)制的挑精確性當(dāng)失真度幻玉大于2%寧時(shí)，將嚴(yán)閑重影響測(cè)亮量精度§6.窮3解數(shù)控機(jī)栽床的檢墊測(cè)裝置二.享感應(yīng)趁同步器三、脈沖編不碼器脈沖編碼懂器又稱碼污盤(pán)，是一劍種回轉(zhuǎn)式斗數(shù)字測(cè)量命元件，通賢常裝在被桑檢測(cè)軸上貿(mào)，隨被測(cè)科軸一起轉(zhuǎn)悅動(dòng)，可將筆被測(cè)軸的裝角位移轉(zhuǎn)證換為增量桑脈沖形式祥或絕對(duì)式惕的代碼形訪式。根據(jù)內(nèi)尼部結(jié)構(gòu)夕和檢測(cè)顛方式碼攏盤(pán)可分覆為:接觸式光電式電磁式:在數(shù)警控機(jī)床上抖應(yīng)用較多:由霍躲爾效應(yīng)構(gòu)垃成,可用陪作速度檢絨測(cè)元件§6.3灣數(shù)控垂機(jī)床的檢疲測(cè)裝置.構(gòu)光電式畏編碼器?結(jié)構(gòu)及亂工作原盜理abz碼盤(pán)基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光欄板節(jié)距τm+τ/4信號(hào)處妹理裝置§6.恭3芳數(shù)控機(jī)騰床的檢嗓測(cè)裝置三、脈唐沖編碼量器光電碼盤(pán)驅(qū)隨被測(cè)軸港一起轉(zhuǎn)動(dòng)望，在光源什的照射下廣，透過(guò)光迷電碼盤(pán)和臥光欄板形蹦成忽明忽徹暗的光信鼻號(hào)，光敏父元件把此黃光信號(hào)轉(zhuǎn)指換成電信錯(cuò)號(hào)，通過(guò)恒信號(hào)處理榴裝置的整標(biāo)形、放大偵等處理后休輸出。輸龍出的波形跑有六路：其中，泡是鐵的取反信疑號(hào)。AB90°Z……碼盤(pán)轉(zhuǎn)一圈碼盤(pán)及狹縫轉(zhuǎn)軸光敏元件光欄板及辨向用的A組、B組狹縫光源零位標(biāo)志C輸出信號(hào)遞的作用及沉其處理:碼盤(pán)每轉(zhuǎn)坡過(guò)一個(gè)狹叢縫就發(fā)出喘一個(gè)脈沖悔信號(hào)根據(jù)脈囑沖的數(shù)涼目可得毅出被測(cè)齡軸的角戒位移；根據(jù)脈象沖的頻剝率可得忌被測(cè)軸脖的轉(zhuǎn)速業(yè)；根據(jù)A、B般兩相的相位超前按滯后關(guān)系堪可判斷被送測(cè)軸旋轉(zhuǎn)便方向。ABCP90O后續(xù)電路西可利用A、B兩脹相的90肝°相位差進(jìn)痰行細(xì)分處第理(四倍之頻電路）拋。碼盤(pán)及狹縫轉(zhuǎn)軸光敏元件光欄板及辨向用的A組、B組狹縫光源零位標(biāo)志CZ相的作俯用:Z……碼盤(pán)轉(zhuǎn)一圈被測(cè)軸的急周向定位僵基準(zhǔn)信號(hào)被測(cè)軸的毫旋轉(zhuǎn)圈數(shù)廣記數(shù)信號(hào)的作用:后續(xù)電陪路可利圖用A、灰兩請(qǐng)相實(shí)現(xiàn)暈差分輸銀入，以值消除遠(yuǎn)激距離傳震輸?shù)墓才８蓴_惜。碼盤(pán)及狹縫轉(zhuǎn)軸光敏元件光欄板及辨向用的A組、B組狹縫光源零位標(biāo)志C光電式編乖碼器的規(guī)格及兔分辨率規(guī)格增量式號(hào)碼盤(pán)的薯規(guī)格是落指碼盤(pán)蹄每轉(zhuǎn)一潤(rùn)圈發(fā)出約的脈沖乘數(shù)；現(xiàn)在市跑場(chǎng)上提挨