《自动机床的运行和控制体系5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动机床的运行和控制体系5（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、步进电机的选用 输出转距：通常取负载转矩与最大静转矩的比值为 TL/Tjmax=0.3 0.5 步距角：步距角与系统应匹配，即应满足脉冲频率应与系统要求的启动、连续运行频率匹配。 转动惯量：应满足以下匹配条件式中：JM 为步进电机的转动惯量；JL 为负载转动惯量。 脉冲频率：所选步进电机脉冲频率要满足负载要求，即：所选步进电机的空载运行频率fmax要高于其负载下的连续运行频率；所选步进电机的空载启动频率要高于负载下的启动频率。,开环控制系统步进电机的计算和选用,7.3 直流伺服电机与速度控制,直流伺服电机的结构主要包括三大部分： （1）定子。定子磁极磁场由定子的磁极产生。根据产生磁场的方式，直
2、流伺服电动机可分为永磁式和他励式。永磁式磁极由永磁材料制成，他励式磁极由冲压硅钢片叠压而成，外绕线圈通以直流电流便产生恒定磁场。 （2）转子。又称为电枢，由硅钢片叠压而成，表面嵌有线圈，通以直流电时，在定子磁场作用下产生带动负载旋转的电磁转矩。,（3）电刷与换向片。为使所产生的电磁转矩保持恒定方向，转子能沿固定方向均匀的连续旋转，电刷与外加直流电源相接，换向片与电枢导体相接。,7.3 直流伺服电机与速度控制,直流伺服系统：以直流伺服电机作为驱动元件的伺服系统；,直流伺服系统的一般结构为三闭环（电流、速度、位置） 控制：,电枢电路的电势平衡方程感应电动势方程电机电磁转矩方程 电机的机械特性方程,
3、7.3 直流伺服电机与速度控制,他励直流伺服电机机械特性方程的推导：,式中：n-电机转速，r/min； U-电枢回路外加电压，V；Ia-电枢回路电流，A； Ra-电枢回路内阻，；Rs-电枢回路串联调节电阻，；-气隙磁通量，wb；Ce-反电势系数； Cm-转矩系数。,直流电机的调速方法： （1）调压恒转矩调速-改变电枢回路外加电压U； （2）调磁恒功率调速-改变气隙磁通量（ nT）； （3）改变电枢回路中串联调节电阻Rs，从而改变电枢回路电阻（Ra+Rs）。,7.3 直流伺服电机与速度控制,数控机床的电机要求既能正转、反转，又能快速制动。因此数控机床的伺服系统一般都是可逆系统，后两种方法不能满足
4、数控机床的要求。因此，主要采用调整电枢电压的方法来调节直流伺服电机的转速，它的供电系统能灵活地控制直流电压的大小和方向。目前主要用晶闸管调速控制方式（即可控硅SCR）和晶体管脉宽调速控制方式（PWM）来提供可调的直流电源。,直流电机的机械特性方程：,7.3 直流伺服电机与速度控制,晶闸管（即可控硅SCR）调速系统调速原理：通过对晶闸管触发角的控制来改变电机电枢电压，以达到调速的目的。晶体管脉宽调速（PWM）控制原理：通过脉宽调制器将直流电压转换成方波电压，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，以达到调速的目的。,7.3.1 晶闸管调速控制方式,速度、电流调节器均采用PI调节器，且带限幅
5、功能。,双环调速系统,PI调节器-比例（Proportion）调节+积分（Integral）调节,双闭环调速系统的工作原理,电流调节器ACR的调节作用：电流环为由ACR和电流负反馈组成的闭环，它的主要作用是稳定电流。,稳态时：,上式的物理意义：,当Usi为一定的情况下，由于电流调节器ACR的调节作用，整流装置的电流将保持在Usi/的数值上。,这种保持电流不变的特性，将使系统能： 自动限制最大电流； 能有效抑制电网电压波动的影响。,双闭环调速系统的工作原理,速度调节器ASR的调节作用,速度环是由ASR和转速负反馈组成的闭环，它的主要作用是保持转速稳定，并最后消除转速静差。,稳态时：,其物理意义：当Usn为一定的情况下，由于速度调节器ASR的调节作用，转速n将稳定在Usn/的数值上。,双闭环调速系统的工作原理,
