數(shù)控技術應用基礎課件第5章伺服系統(tǒng)

第5章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(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步進電動機及驅動電路5 2 1步進電動機的工作原理和主要特性5 2 2步進電動機的驅動控制5 2 3開環(huán)控制步進電動機伺服系統(tǒng)的工原理 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 3直流伺服電動機5 3 1直流伺服電動機的類型5 3 2直流伺服電動機的結構與工作原理5 3 3直流電動機的靜態(tài)特性與控制方法 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機5 4 1交流伺服電動機的類型5 4 2交流伺服電動機的工作原理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)控機床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 1伺服系統(tǒng)概述5 1 1伺服系統(tǒng)的組成與分類進給伺服系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋以及檢測裝置的安裝位置的不同 可分為開環(huán)控制 半閉環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(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 開環(huán)伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(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)控機床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(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 進給調(diào)速范圍要寬 2 位置精度要高 3 速度響應要快 4 低速大轉矩 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 2步進電動機及驅動電路5 2 1步進電動機的工作原理和主要特性1 步進電動機的工作原理 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 2步進電動機及驅動電路5 2 1步進電動機的工作原理和主要特性步距角 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 2步進電動機及驅動電路5 2 1步進電動機的工作原理和2 步進電動機的主要特性 1 步距角和步距誤差 2 靜態(tài)轉矩和矩角特性 3 最大起動轉矩 4 最高起動頻率 5 連續(xù)運行的最高工作頻率 6 矩頻特性 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 2步進電動機及驅動電路5 2 2步進電動機的驅動控制步進電動機驅動要解決環(huán)形分配和功率放大兩個問題 1 環(huán)形分配 1 作用是用于控制步進電動機的通電運行方式的 其作用就是將數(shù)控裝置送來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)控機床的伺服系統(tǒng) 5 2步進電動機及驅動電路5 2 2步進電動機的驅動控制步進電動機驅動要解決環(huán)形分配和功率放大兩個問題 1 環(huán)形分配 2 環(huán)形脈沖分配器 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 2步進電動機及驅動電路5 2 2步進電動機的驅動控制2 步進電動機驅動電源 功率放大器 1 單電壓驅動電路 2 高低壓驅動電路 3 恒流斬波驅動電路 4 細分驅動電路 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 2步進電動機及驅動電路5 2 3開環(huán)控制步進電動機伺服系統(tǒng)的工原理1 工作臺位移量的控制2 工作臺運動方向的控制 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 3直流伺服電動機5 3 1直流伺服電動機的類型直流伺服電動機按勵磁方式不同 可分為電磁式和永磁式兩種 電磁式按勵磁繞組與電樞繞組的連接方式不同 又分為并勵 串勵和復勵三種形式 按電動機轉子的轉動慣量的不同 又可分為小慣量和大慣量兩種 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 3直流伺服電動機5 3 2直流伺服電動機的結構與工作原理 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 3直流伺服電動機5 3 3直流電動機的靜態(tài)特性與控制方法1 機械特性2 調(diào)節(jié)特性 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機5 4 1交流伺服電動機的類型交流伺服電動機分為同步型伺服電動機和異步型伺服電動機兩大類 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機5 4 1交流伺服電動機的類型永磁式同步型交流伺服電動機的主要優(yōu)點有 1 可靠性高 易維護保養(yǎng) 2 轉子轉動慣量小 快速響應性好 3 有寬的調(diào)速范圍 可高速運轉 4 結構緊湊 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)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機5 4 2交流伺服電動機的工作原理 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機5 4 3交流伺服系統(tǒng)的控制方法1 交流伺服電動機的調(diào)速方法同步型與異步型伺服電動機的調(diào)速方法不同 異步型伺服電動機的轉速 同步型交流伺服電動機不能用調(diào)節(jié)轉差率s的方法來調(diào)速 也不能用改變磁極對數(shù)來調(diào)速 只能用改變電源頻率的方法來調(diào)速才能滿足數(shù)控機床的要求 實現(xiàn)無級調(diào)速 第5章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機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)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機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)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機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)控機床的伺服系統(tǒng) 5 4交流伺服電動機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 位置控制的實質是位置隨動控制 第5章數(shù)控機床的伺服系統(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 原理當數(shù)控系統(tǒng)要求工作臺向一個方向進給時 經(jīng)插補運算得到一系