《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第4章_伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、n伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)，也稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，是一種能夠，也稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，是一種能夠及時(shí)跟蹤輸入給定信號(hào)并產(chǎn)生動(dòng)作，從而及時(shí)跟蹤輸入給定信號(hào)并產(chǎn)生動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度等輸出的獲得精確的位置、速度等輸出的自動(dòng)控制自動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。4.1、伺服系統(tǒng)概念、伺服系統(tǒng)概念第四章第四章 伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)應(yīng)用舉例機(jī)械手手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的電液伺服系統(tǒng)。1電放大器 2電液伺服閥 3液壓缸 4機(jī)械手手臂 5齒輪齒條機(jī)構(gòu) 6電位器 7步進(jìn)電機(jī) 例：數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)例：數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)，n由圖可以看出，它與一般的反饋控制系統(tǒng)一樣，由圖可以看出，它與一般的反饋控制系統(tǒng)一樣，也是由控制器、被控對(duì)象、反饋測(cè)量

2、裝置等部分也是由控制器、被控對(duì)象、反饋測(cè)量裝置等部分組成。組成。n系統(tǒng)需不斷檢測(cè)被控對(duì)象輸出的變化，與給定值系統(tǒng)需不斷檢測(cè)被控對(duì)象輸出的變化，與給定值比較，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以消除偏差。比較，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以消除偏差。數(shù)控系統(tǒng)n 對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求有對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求有穩(wěn)定性穩(wěn)定性、精度精度和和快速快速響應(yīng)性響應(yīng)性。n 穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指作用在系統(tǒng)上的擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)是指作用在系統(tǒng)上的擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行或者在輸入指能夠恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行或者在輸入指令信號(hào)作用下，系統(tǒng)能夠達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)令信號(hào)作用下，系統(tǒng)能夠達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。的

3、能力。n 精度精度是伺服系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的性能要求。它是是伺服系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的性能要求。它是指其輸出量復(fù)現(xiàn)輸入指令信號(hào)的精確程度。指其輸出量復(fù)現(xiàn)輸入指令信號(hào)的精確程度。 n 快速響應(yīng)性快速響應(yīng)性是衡量伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的另一項(xiàng)是衡量伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的另一項(xiàng)重要指標(biāo)?？焖夙憫?yīng)性有兩方面含義，一是指動(dòng)重要指標(biāo)?？焖夙憫?yīng)性有兩方面含義，一是指動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程中，輸出量跟隨輸入指令信號(hào)變化的態(tài)響應(yīng)過(guò)程中，輸出量跟隨輸入指令信號(hào)變化的迅速程度，二是指動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程結(jié)束的迅速程度。迅速程度，二是指動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程結(jié)束的迅速程度。伺服系統(tǒng)的基本要求伺服系統(tǒng)的基本要求n按被控量的不同按被控量的不同可以將伺服系統(tǒng)分為可以將伺

4、服系統(tǒng)分為位置位置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)速度伺服系統(tǒng)，其中最常見的，其中最常見的是位置伺服系統(tǒng)是位置伺服系統(tǒng) ； n按照控制方式按照控制方式，可將伺服系統(tǒng)分為，可將伺服系統(tǒng)分為開環(huán)、開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng) 。 n根據(jù)執(zhí)行器使用的動(dòng)力源根據(jù)執(zhí)行器使用的動(dòng)力源，可以將伺服系，可以將伺服系統(tǒng)分為統(tǒng)分為電氣伺服系統(tǒng)電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng)和和氣氣壓伺服系統(tǒng)壓伺服系統(tǒng)等幾種類型等幾種類型4.1.2、伺服系統(tǒng)的分類、伺服系統(tǒng)的分類位置控制控制器（裝置）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)馬達(dá)開回路開回路沒(méi)有反饋、只能進(jìn)行一個(gè)方向的控制。使用步進(jìn)馬達(dá)。 一方向指令半閉回路位置控制控制器（裝

5、置）伺服驅(qū)動(dòng)器伺服馬達(dá)編碼器全閉合回路位置控制控制器（裝置）伺服驅(qū)動(dòng)器伺服馬達(dá)編碼器絲性標(biāo)尺n1.電氣伺服系統(tǒng)電氣伺服系統(tǒng) 高精度、高速度、高可靠行、易控制。但承載能力高精度、高速度、高可靠行、易控制。但承載能力有限，設(shè)計(jì)較復(fù)雜。有限，設(shè)計(jì)較復(fù)雜。n2.液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng) 功率大、控制性好、維修方便。但快速響應(yīng)性不好，功率大、控制性好、維修方便。但快速響應(yīng)性不好，穩(wěn)定性較差。穩(wěn)定性較差。n2.氣壓伺服系統(tǒng)氣壓伺服系統(tǒng) 成本低、清潔安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便。但控制穩(wěn)定性差，成本低、清潔安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便。但控制穩(wěn)定性差，輸出功率和力較小，體積大輸出功率和力較小，體積大4.1.2、伺服

6、系統(tǒng)的分類、伺服系統(tǒng)的分類 1. 電氣執(zhí)行元件電氣執(zhí)行元件 電氣執(zhí)行元件包括直流電氣執(zhí)行元件包括直流(DC)伺服電機(jī)、交流（伺服電機(jī)、交流（AC）伺服電）伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等，是最常用的執(zhí)行元件。對(duì)伺服電機(jī)除了機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等，是最常用的執(zhí)行元件。對(duì)伺服電機(jī)除了要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)以外，一般還要求動(dòng)態(tài)性能好，適合于頻繁要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)以外，一般還要求動(dòng)態(tài)性能好，適合于頻繁使用，便于維修等使用，便于維修等n2液壓式執(zhí)行元件液壓式執(zhí)行元件 液壓式執(zhí)行元件主要包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)油缸、回轉(zhuǎn)油缸、液壓式執(zhí)行元件主要包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)油缸、回轉(zhuǎn)油缸、 液壓馬達(dá)等，其中油缸最為常見。在同等輸出功率的情況液壓馬達(dá)等，其中油缸最為常見。

7、在同等輸出功率的情況 下，液壓元件具有重量輕、快速性好等特點(diǎn)下，液壓元件具有重量輕、快速性好等特點(diǎn)n3氣壓式執(zhí)行元件氣壓式執(zhí)行元件 氣壓式執(zhí)行元件除了用壓縮空氣作工作介質(zhì)外，與液氣壓式執(zhí)行元件除了用壓縮空氣作工作介質(zhì)外，與液 壓式執(zhí)行元件沒(méi)有區(qū)別。氣壓驅(qū)動(dòng)雖可得到較大的驅(qū)動(dòng)壓式執(zhí)行元件沒(méi)有區(qū)別。氣壓驅(qū)動(dòng)雖可得到較大的驅(qū)動(dòng) 力、行程和速度，但由于空氣粘性差，具有可壓縮力、行程和速度，但由于空氣粘性差，具有可壓縮 性，故不能在定位精度要求較高的場(chǎng)合使用。性，故不能在定位精度要求較高的場(chǎng)合使用。4.2 伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件及其控制伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件及其控制4.2 伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件及其控制伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件及

8、其控制n一、一、直流直流伺服電機(jī)伺服電機(jī)及控制及控制n二、二、交流交流伺服電機(jī)伺服電機(jī)及控制及控制n三、三、步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)及控制及控制伺服電機(jī)伺服電機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)伺服電機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器松下交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器松下交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器安川伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安川伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)的分類伺服電機(jī)伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子安培定律FBilBil磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度導(dǎo)體中的電流導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度2(/)Wb m( )A( )m4.2.1、直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)直流電機(jī)原理直流電機(jī)的勵(lì)磁方式勵(lì)磁概念：由電流

9、激勵(lì)出磁場(chǎng)的過(guò)程叫做勵(lì)磁。勵(lì)磁概念：由電流激勵(lì)出磁場(chǎng)的過(guò)程叫做勵(lì)磁。他勵(lì)他勵(lì)并勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)串勵(lì)直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)極靴極靴機(jī)殼機(jī)殼瓦狀永磁材料（定子）瓦狀永磁材料（定子）電樞（轉(zhuǎn)子）電樞（轉(zhuǎn)子）換向極換向極主磁極主磁極定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子線圈線圈圖圖6.5永磁直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)永磁直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu) 圖圖6.6勵(lì)磁式直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖勵(lì)磁式直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1. 靜態(tài)特性（電壓相對(duì)穩(wěn)定） 電磁轉(zhuǎn)矩由下式表示: KT 轉(zhuǎn)矩常數(shù)； 磁場(chǎng)磁通；Ia 電樞電流；TM 電磁 轉(zhuǎn)矩。電樞回路的電壓平衡方程式為: Ua 電樞上的外加電壓；Ra 電樞電阻；Ea 電樞反電勢(shì)。 電樞反電勢(shì)與轉(zhuǎn)

10、速之間有以下關(guān)系： Ke電勢(shì)常數(shù)；n電機(jī)轉(zhuǎn)速（角速度）。 根據(jù)以上各式可以求得： (轉(zhuǎn)速公式) 2、直流電機(jī)的靜態(tài)特性直流電機(jī)的靜態(tài)特性 aTMIKT aaaaERIU eaKE TKKRKUnTeaea反映轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩變化的程度，反映轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩變化的程度，斜率越大，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化大，機(jī)械斜率越大，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化大，機(jī)械特性軟特性軟；反之；反之（轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速變化的影響程度越小），機(jī)械特性越硬（轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速變化的影響程度越小），機(jī)械特性越硬。從公式可看出機(jī)械特性硬度與從公式可看出機(jī)械特性硬度與RaRa有關(guān)，有關(guān)， Ra Ra越小，電機(jī)機(jī)械特性越越小，電機(jī)機(jī)械特性越硬。實(shí)際控制中，伺服電機(jī)需外接放大電路

11、，這就引入了放大電路硬。實(shí)際控制中，伺服電機(jī)需外接放大電路，這就引入了放大電路內(nèi)阻，使機(jī)械特性變軟，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意。內(nèi)阻，使機(jī)械特性變軟，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意。1 1）、機(jī)械特性）、機(jī)械特性直流電機(jī)轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩（負(fù)載）變化的關(guān)系直流電機(jī)轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩（負(fù)載）變化的關(guān)系n=f(T)n=f(T)稱稱機(jī)械機(jī)械特性特性202aamEETamETURnTKK KRnTK K2 2）、調(diào)節(jié)特性）、調(diào)節(jié)特性202aamEETamETURnTKK KRnTK K由圖可知：由圖可知：空載時(shí)，起動(dòng)電壓為空載時(shí)，起動(dòng)電壓為0. 當(dāng)負(fù)載為當(dāng)負(fù)載為TL1時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電壓為時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電壓為Ua1 當(dāng)負(fù)載為當(dāng)負(fù)載為TL2時(shí)，電機(jī)

12、的起動(dòng)電壓為時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電壓為Ua23 3）、動(dòng)態(tài)特性）、動(dòng)態(tài)特性直流電機(jī)的基本調(diào)速方式有三種直流電機(jī)的基本調(diào)速方式有三種: :（1 1）調(diào)節(jié)電阻）調(diào)節(jié)電阻Ra、（2 2）調(diào)節(jié)磁通）調(diào)節(jié)磁通的值的值（3 3）調(diào)節(jié)電樞電壓）調(diào)節(jié)電樞電壓Ua4 4）、直流伺服電機(jī)的速度控制）、直流伺服電機(jī)的速度控制TKKRKUnTeaea由轉(zhuǎn)速公式可得，由轉(zhuǎn)速公式可得，（1 1）電樞電阻調(diào)速：）電樞電阻調(diào)速：很少采用，很少采用，缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不經(jīng)濟(jì)：要得到低速，不經(jīng)濟(jì)：要得到低速，R R很大，則消耗大量電能；很大，則消耗大量電能；低速，特性很軟，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性很差；低速，特性很軟，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性很差；調(diào)節(jié)平滑性差，操作費(fèi)

13、力。調(diào)節(jié)平滑性差，操作費(fèi)力。7.3 7.3 直流伺服電機(jī)及其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制主要內(nèi)容Tnn0R0R2R1202aamEETamETURnTKK KRnTK K主要內(nèi)容（2 2）調(diào)節(jié)磁通）調(diào)節(jié)磁通（調(diào)磁調(diào)速）（調(diào)磁調(diào)速）不但改變了電機(jī)的理不但改變了電機(jī)的理想轉(zhuǎn)速，而且使直流電機(jī)機(jī)械特性變軟想轉(zhuǎn)速，而且使直流電機(jī)機(jī)械特性變軟UaNUa1 Ua2OTNnn0Nn01n02nNn1n2Ua2Ua1UaNNTNnNT12TOn02n01n0Nn2n1nNnN127.3 7.3 直流伺服電機(jī)及其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制主要內(nèi)容（3 3）調(diào)節(jié)電樞電壓：）調(diào)節(jié)電樞電壓：（調(diào)壓調(diào)速）（調(diào)

14、壓調(diào)速）時(shí)，直流電機(jī)機(jī)時(shí)，直流電機(jī)機(jī)械特性為一組平行線，只改變電機(jī)的理想轉(zhuǎn)速械特性為一組平行線，只改變電機(jī)的理想轉(zhuǎn)速n n0 0 ，保持了原有較硬的機(jī)械特性，所以保持了原有較硬的機(jī)械特性，所以調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速主要用于主要用于伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)的調(diào)速伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)的調(diào)速UaNUa1 Ua2OTNnn0Nn01n02nNn1n2Ua2Ua1UaNNTNnNT12TOn02n01n0Nn2n1nNnN12如果如果n n值較大，不可能實(shí)現(xiàn)值較大，不可能實(shí)現(xiàn)寬范圍的調(diào)速。永磁式直流伺寬范圍的調(diào)速。永磁式直流伺服電機(jī)的服電機(jī)的n n值較小，因此，值較小，因此，進(jìn)給系統(tǒng)常采用永磁式直流電進(jìn)給系統(tǒng)常采

15、用永磁式直流電機(jī)。機(jī)。 n n為負(fù)載轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)為負(fù)載轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差。速的轉(zhuǎn)速差。 7.3 7.3 直流伺服電機(jī)及其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制主要內(nèi)容直流伺服電機(jī)速度控制單元直流伺服電機(jī)速度控制單元 需對(duì)直流電壓的大小和方向進(jìn)行控制需對(duì)直流電壓的大小和方向進(jìn)行控制直流伺服電機(jī)速度控制單元的作用：直流伺服電機(jī)速度控制單元的作用：將轉(zhuǎn)速指令信號(hào)轉(zhuǎn)將轉(zhuǎn)速指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成電樞的電壓值換成電樞的電壓值，達(dá)到速度調(diào)節(jié)的目的。，達(dá)到速度調(diào)節(jié)的目的。直流電機(jī)速度控制單元常采用的調(diào)速方法：直流電機(jī)速度控制單元常采用的調(diào)速方法： 1.1.晶閘管（可控硅）調(diào)速系統(tǒng)晶閘管（可控硅）調(diào)速系統(tǒng) 2.2

16、.晶體管脈寬調(diào)制（晶體管脈寬調(diào)制（PWM Pulse Width ModulatedPWM Pulse Width Modulated）調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)。 主要內(nèi)容1 1晶閘管調(diào)速系統(tǒng)晶閘管調(diào)速系統(tǒng)常用于大功率及要求不很高的直流伺服電機(jī)調(diào)速控制。常用于大功率及要求不很高的直流伺服電機(jī)調(diào)速控制。7.3 7.3 直流伺服電機(jī)及其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制U*n主要內(nèi)容速度速度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器電流電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖發(fā)生器發(fā)生器可控硅可控硅電流反饋電流反饋速度反饋速度反饋電流檢測(cè)電流檢測(cè)編碼器編碼器電機(jī)電機(jī)+-UnInI*n+-US 控制控制回路回路主回路：可控硅整流放大器：整流、放

17、大、驅(qū)動(dòng)，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。主回路：可控硅整流放大器：整流、放大、驅(qū)動(dòng)，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。速度環(huán)：速度調(diào)節(jié)，作用：好的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。速度環(huán)：速度調(diào)節(jié)，作用：好的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。電流環(huán)：電流調(diào)節(jié)，作用：系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性改善。電流環(huán)：電流調(diào)節(jié)，作用：系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性改善。觸發(fā)脈沖發(fā)生器：產(chǎn)生移相脈沖，使可控硅觸發(fā)角前移觸發(fā)脈沖發(fā)生器：產(chǎn)生移相脈沖，使可控硅觸發(fā)角前移或后移?；蚝笠?。7.3 7.3 直流伺服電機(jī)及其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制462791113581210ABCMUMUDKMKM+-主回路主回路由大功率晶閘管構(gòu)成的三相全控橋式反并接可逆電由大功率晶閘管構(gòu)成的三相全控橋式反并接可逆電路，

18、分成二大部分（路，分成二大部分（ 和和 ），每部分內(nèi)按三相橋式連），每部分內(nèi)按三相橋式連接，二組反并接，分別實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)接，二組反并接，分別實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn) 和反轉(zhuǎn)。和反轉(zhuǎn)。各有一個(gè)可控硅同時(shí)導(dǎo)通，形成回路。各有一個(gè)可控硅同時(shí)導(dǎo)通，形成回路。7.3 7.3 直流伺服電機(jī)及其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制 只要改變可控只要改變可控硅觸發(fā)角（即改變硅觸發(fā)角（即改變導(dǎo)通角），就能改導(dǎo)通角），就能改變可控硅的整流輸變可控硅的整流輸出電壓，從而改變出電壓，從而改變直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。速。 觸發(fā)脈沖提前，觸發(fā)脈沖提前，增大整流輸出電壓；增大整流輸出電壓；觸發(fā)脈沖延后，減觸發(fā)脈沖延后，減小整流輸出電壓

19、。小整流輸出電壓。uacbcaba)b)c)d)135 tub246bcatttt1 1 3 3 5 5 1 1 3 3 6 2 2 4 4 6 6 2 2 4 135246120120180601324606056主要內(nèi)容2PWM調(diào)速控制系統(tǒng)調(diào)速控制系統(tǒng)利用大功率晶體管的開關(guān)作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定頻利用大功率晶體管的開關(guān)作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的率的方波電壓方波電壓，加到直流電動(dòng)機(jī)的電樞上；通過(guò)調(diào)整控制，加到直流電動(dòng)機(jī)的電樞上；通過(guò)調(diào)整控制方波脈沖寬度來(lái)改變電樞的平均電壓，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)方波脈沖寬度來(lái)改變電樞的平均電壓，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。速?？刂齐娐泛?jiǎn)單，不需附加關(guān)斷電路，開關(guān)

20、特性好?？刂齐娐泛?jiǎn)單，不需附加關(guān)斷電路，開關(guān)特性好。 廣泛廣泛應(yīng)用中、小功率直流伺服系統(tǒng)。應(yīng)用中、小功率直流伺服系統(tǒng)。周期不變周期不變脈寬脈寬脈寬脈寬脈寬脈寬脈寬脈寬平均直流電壓平均直流電壓Ut周期不變周期不變7.3 7.3 直流伺服電機(jī)及其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制脈寬調(diào)制（脈寬調(diào)制（PWMPWM）系統(tǒng)組成：）系統(tǒng)組成：主要內(nèi)容主要內(nèi)容速度速度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器電流反饋電流反饋脈寬脈寬調(diào)制調(diào)制基極基極驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)功功放放振蕩器振蕩器 電流電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器M M速速度度指指令令 三相交流電三相交流電整流整流速度反饋速度反饋U UsrsrU USCSCU UU Ub b7.3 7.3 直流伺服電機(jī)及

21、其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制 控制回路：控制回路： 速度調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器；固定頻率振蕩器及三速度調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器；固定頻率振蕩器及三角波發(fā)生器；脈寬調(diào)制器和基極驅(qū)動(dòng)電路。角波發(fā)生器；脈寬調(diào)制器和基極驅(qū)動(dòng)電路。 區(qū)別：區(qū)別： 與晶閘管調(diào)速系統(tǒng)比較，速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)與晶閘管調(diào)速系統(tǒng)比較，速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié) 器原理一樣。不同的是脈寬調(diào)制器和功率放大器。器原理一樣。不同的是脈寬調(diào)制器和功率放大器。 脈寬調(diào)制器脈寬調(diào)制器作用：將作用：將電壓量電壓量轉(zhuǎn)換成可由控制信號(hào)調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)換成可由控制信號(hào)調(diào)節(jié)的矩形脈沖矩形脈沖，為，為功率晶體管的基極提供一個(gè)寬度可由速度指令信號(hào)調(diào)節(jié)的功率晶體管的基極提供

22、一個(gè)寬度可由速度指令信號(hào)調(diào)節(jié)的脈寬電壓。脈寬電壓。組成：調(diào)制信號(hào)發(fā)生器（三角波和鋸齒波兩種）和比較放組成：調(diào)制信號(hào)發(fā)生器（三角波和鋸齒波兩種）和比較放大器。大器。原理：以三角波發(fā)生器為例介紹原理：以三角波發(fā)生器為例介紹 7.3 7.3 直流伺服電機(jī)及其速度控制直流伺服電機(jī)及其速度控制全數(shù)字式PWM交流伺服電機(jī)系統(tǒng)交流伺服電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器交流伺服交流伺服電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流伺服電機(jī)的缺點(diǎn)： 它的電刷和換向器易磨損； 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制，應(yīng)用環(huán)境的限制； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高。交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好； 輸出功率大、轉(zhuǎn)速高； 結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，易維護(hù)。交流伺服電機(jī)形式： 同步交流伺服電機(jī)；

23、異步交流伺服電機(jī)。1 1 特點(diǎn)、類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、類型、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)交流電機(jī)交流電機(jī)編碼器編碼器編碼器信號(hào)編碼器信號(hào)輸出線輸出線交流電機(jī)電交流電機(jī)電源線源線交流伺服電動(dòng)機(jī)的主交流伺服電動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)與一臺(tái)兩相交體結(jié)構(gòu)與一臺(tái)兩相交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)基流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)基本一致。也主要由本一致。也主要由定定子子與與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子兩在部分組兩在部分組成。成。 交流伺服電動(dòng)機(jī)主體就是一臺(tái)交流伺服電動(dòng)機(jī)主體就是一臺(tái)兩相交流異步電兩相交流異步電機(jī)。它的定子上裝有空間互差機(jī)。它的定子上裝有空間互差9090 的的兩個(gè)繞組：勵(lì)兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。磁繞組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組控

24、制繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子內(nèi)定子定子定子 (1) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條鐵芯槽內(nèi)放銅條,端端 部用短路環(huán)形成一體部用短路環(huán)形成一體, 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子定子定子殼體殼體籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 (2) 杯杯轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 薄壁園筒形，放于內(nèi)外定薄壁園筒形，放于內(nèi)外定子之間子之間。一般壁厚為。一般壁厚為0.3mm杯型轉(zhuǎn)子杯型轉(zhuǎn)子 當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，在空間形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。假設(shè)永久磁鐵是當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，在空間形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。假設(shè)永久磁鐵是順時(shí)糾方向以順時(shí)糾方向以n n0 0的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，那末它的磁力線也就以順時(shí)針?lè)降霓D(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，那末它的磁力線也就以順時(shí)針?lè)较蚯懈钷D(zhuǎn)子導(dǎo)條

25、，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中就產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。根據(jù)右手定向切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中就產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。根據(jù)右手定則，則，N N極下導(dǎo)條的感應(yīng)電勢(shì)方向垂直地從紙面出來(lái)。而極下導(dǎo)條的感應(yīng)電勢(shì)方向垂直地從紙面出來(lái)。而S S極下導(dǎo)極下導(dǎo)條的感應(yīng)電勢(shì)方向垂直地進(jìn)入紙面。由于鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條都是條的感應(yīng)電勢(shì)方向垂直地進(jìn)入紙面。由于鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條都是通過(guò)短路環(huán)連接起來(lái)的，因此在感應(yīng)電勢(shì)的作用下，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)通過(guò)短路環(huán)連接起來(lái)的，因此在感應(yīng)電勢(shì)的作用下，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中就會(huì)有電流流過(guò)，電流有功分量的方向和感應(yīng)電勢(shì)方向相條中就會(huì)有電流流過(guò)，電流有功分量的方向和感應(yīng)電勢(shì)方向相同。再根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力原理，轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)條又要與同。再根據(jù)通

26、電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力原理，轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)條又要與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，這個(gè)電磁力磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，這個(gè)電磁力F F作用在轉(zhuǎn)子上，并對(duì)轉(zhuǎn)作用在轉(zhuǎn)子上，并對(duì)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩。根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)矩方向與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的方向軸形成電磁轉(zhuǎn)矩。根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)矩方向與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是一致的，也是順時(shí)針?lè)较颉Ｒ虼?，鼠籠轉(zhuǎn)子便在電磁轉(zhuǎn)矩作是一致的，也是順時(shí)針?lè)较?。因此，鼠籠轉(zhuǎn)子便在電磁轉(zhuǎn)矩作用下順著磁鐵旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。用下順著磁鐵旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。電氣原理圖電氣原理圖控制繞組控制繞組勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組 cfmfmc90sinsinIitIitIi 控制繞組控制繞組勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組當(dāng)兩相對(duì)稱電流通入兩相對(duì)稱繞組時(shí)

27、當(dāng)兩相對(duì)稱電流通入兩相對(duì)稱繞組時(shí)，在電機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在電機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)電流變化當(dāng)電流變化一個(gè)周期時(shí)一個(gè)周期時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)了一圈旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)了一圈。UC1UC2UF1UF2控制繞組控制繞組勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于定子繞組極對(duì)數(shù)和電源的頻率極對(duì)數(shù)和電源的頻率。圖所表示的是一臺(tái)兩極的。圖所表示的是一臺(tái)兩極的電機(jī)，即極對(duì)數(shù)電機(jī)，即極對(duì)數(shù)P1。對(duì)兩極電機(jī)而言，電流每變化一個(gè)周期，磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一圈，因。對(duì)兩極電機(jī)而言，電流每變化一個(gè)周期，磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一圈，因而當(dāng)而當(dāng)電源頻率電源頻率f400 Hs，即每秒變化，即每秒變化400個(gè)周期時(shí)，磁場(chǎng)每秒

28、應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)個(gè)周期時(shí)，磁場(chǎng)每秒應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)400圈，故對(duì)兩圈，故對(duì)兩極電機(jī)，即極電機(jī)，即P1而言，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為而言，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為 n0= 24000 rmin旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為的一般表達(dá)式為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為的一般表達(dá)式為min)/(60)/(0rpfsrpfn 由電機(jī)學(xué)知，交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)子是以低于同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速）運(yùn)行的，所以電機(jī)轉(zhuǎn)速為：式中：f 定子電源頻率 p 磁激對(duì)數(shù) S 轉(zhuǎn)差率 ns 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 s1pf60n1 ssnnns幅值控制原理圖 不同控制電壓下的 機(jī)械特性曲線 由右圖可知，在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，控制電壓越高，轉(zhuǎn)差率越小，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就越高，不同的控制電壓對(duì)應(yīng)著不同的

29、轉(zhuǎn)速。這種維持與相位差為90，利用改變控制電壓幅值大小來(lái)改變轉(zhuǎn)速的方法，稱為幅值控制方法。 交流電機(jī)轉(zhuǎn)速公式可得調(diào)速方法： s1pf60n1 異步電機(jī)異步電機(jī) 變頻變頻 用于籠型電機(jī)用于籠型電機(jī) 調(diào)壓（定子電壓調(diào)壓（定子電壓） 電磁磚差離合器電磁磚差離合器 調(diào)阻（轉(zhuǎn)子電組）調(diào)阻（轉(zhuǎn)子電組） 交交直直交交 交交交交 交交直直交交 交交交交變轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)差率差率變頻變頻變頻變頻同步電機(jī)同步電機(jī)交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)ssnnns由此可知調(diào)速方法：由此可知調(diào)速方法：4.交流伺服電機(jī)的調(diào)速方法交流伺服電機(jī)的調(diào)速方法對(duì)于進(jìn)給系統(tǒng)常使用交流同步電機(jī)，該電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)差率，電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)于進(jìn)給系統(tǒng)常使用交流同步電機(jī)，該電機(jī)沒(méi)

30、有轉(zhuǎn)差率，電機(jī)轉(zhuǎn)速公式變?yōu)椋汗阶優(yōu)椋簆fn160從式中可以看出：只能用從式中可以看出：只能用變頻調(diào)速變頻調(diào)速，并且是有效方法。，并且是有效方法。變頻調(diào)速的主要環(huán)節(jié)是為交流電機(jī)提供變頻調(diào)速的主要環(huán)節(jié)是為交流電機(jī)提供變頻、變壓變頻、變壓電源的變頻器，電源的變頻器，變頻器分為：變頻器分為： 交交直直交變頻器交變頻器 分電壓型和電流型。電壓型先將電網(wǎng)的交流分電壓型和電流型。電壓型先將電網(wǎng)的交流 電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷鳎俳?jīng)逆變器變?yōu)轭l率和電壓都可變的交電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷?，再?jīng)逆變器變?yōu)轭l率和電壓都可變的交 流電壓。電流型是切換一串方波，方波電流供電，用于大功率。流電壓。電流型是切換一串方波，方波電流供電

31、，用于大功率。 交交交變頻器交變頻器 該變頻器沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，直接將電網(wǎng)的交流電該變頻器沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，直接將電網(wǎng)的交流電 變?yōu)轭l率和電壓都可變的交流電。變?yōu)轭l率和電壓都可變的交流電。 目前對(duì)于中小功率電機(jī)，用得最多的是電壓型交目前對(duì)于中小功率電機(jī)，用得最多的是電壓型交直直交變頻器。交變頻器。 4.交流伺服電機(jī)的調(diào)速方法交流伺服電機(jī)的調(diào)速方法1964年脈寬調(diào)制變頻調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于交流變頻器。目前用得最多的年脈寬調(diào)制變頻調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于交流變頻器。目前用得最多的是正弦脈寬調(diào)制。是正弦脈寬調(diào)制。 SPWM交交直直交變壓變頻器的原理框圖如下：交變壓變頻器的原理框圖如下：M3UIURUR整流器整流器 固定電壓

32、不可控整流器，常采用六個(gè)二級(jí)管橋式整流器固定電壓不可控整流器，常采用六個(gè)二級(jí)管橋式整流器 結(jié)構(gòu)將交流變?yōu)橹绷?，電壓幅值不變。結(jié)構(gòu)將交流變?yōu)橹绷?，電壓幅值不變。UI 逆變器逆變器 由六個(gè)功率開關(guān)器件組成，常采用大功率晶體管。其使這由六個(gè)功率開關(guān)器件組成，常采用大功率晶體管。其使這些大功率晶體管按一定規(guī)律導(dǎo)通、截止，輸出一系列功率級(jí)等效于正弦些大功率晶體管按一定規(guī)律導(dǎo)通、截止，輸出一系列功率級(jí)等效于正弦交流電的可變頻變壓的等幅、不等寬的矩形脈沖電壓波，即功率級(jí)交流電的可變頻變壓的等幅、不等寬的矩形脈沖電壓波，即功率級(jí)SPWM電壓，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。電壓，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。正弦脈寬調(diào)制（正弦脈寬調(diào)制（SPWM）

33、變壓變頻器）變壓變頻器正弦脈寬調(diào)制原理正弦脈寬調(diào)制原理（以單相為例）（以單相為例） 正弦脈寬調(diào)制正弦脈寬調(diào)制 （SPWM）波形）波形: 與正弦波等效的一系列等幅不等與正弦波等效的一系列等幅不等 寬的矩形脈沖波，如右下圖所示。寬的矩形脈沖波，如右下圖所示。uttuOOa)b) 等效原理等效原理：把：把正弦分正弦分成成 n 等分，每一區(qū)間的面等分，每一區(qū)間的面積用與其相等的等幅不等積用與其相等的等幅不等寬的矩形面積代替。寬的矩形面積代替。 正弦的正負(fù)半周均如此正弦的正負(fù)半周均如此處理。處理。6.5 交流伺服電機(jī)四.交流伺服電機(jī)的調(diào)速方法2. SPWM變壓變頻器變壓變頻器編碼器編碼器部分部分 安裝在

34、電機(jī)后端，其轉(zhuǎn)盤（光柵）與電機(jī)同軸。安裝在電機(jī)后端，其轉(zhuǎn)盤（光柵）與電機(jī)同軸。5V5V0V0V伺服電機(jī)控制精度取決于編碼器精度。伺服電機(jī)控制精度取決于編碼器精度。編碼器編碼器數(shù)碼顯示窗口數(shù)碼顯示窗口參數(shù)設(shè)置鍵參數(shù)設(shè)置鍵計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)RS232口口I/O信號(hào)接口信號(hào)接口編碼器信號(hào)接口編碼器信號(hào)接口電機(jī)電源輸入輸出接電機(jī)電源輸入輸出接線端子線端子2、外部組成、外部組成交流伺服電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用交流伺服電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用圖圖 2-2 2-2 交流伺服電機(jī)系統(tǒng)接線示意圖交流伺服電機(jī)系統(tǒng)接線示意圖交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接連接AC220V I / O板板交流伺服電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)交流伺服電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1 、設(shè)置參數(shù)方法一方法一聯(lián)

35、接計(jì)算機(jī)使用軟件聯(lián)接計(jì)算機(jī)使用軟件設(shè)置設(shè)置方法二方法二直接在驅(qū)動(dòng)器面板直接在驅(qū)動(dòng)器面板按鈕設(shè)置按鈕設(shè)置交流伺服電機(jī)系統(tǒng)使用交流伺服電機(jī)系統(tǒng)使用常見步進(jìn)電機(jī)外形構(gòu)造 步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造 2022-5-30原理：步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理,將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。每來(lái)一個(gè)電脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段距離。 特點(diǎn)：(1)來(lái)一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。 (2)控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。 (3)改變脈沖順序，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 (4)角位移量或線位移量與電脈沖數(shù)成正比.2022-5-30工作方式 步進(jìn)電機(jī)的工作方式可分為：三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。（1）三相繞組聯(lián)接

36、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 2022-5-30（3）工作過(guò)程引轉(zhuǎn)子，由于磁力線總是要通過(guò)磁阻最小的路徑閉合，因此會(huì)在磁力線扭曲時(shí)產(chǎn)生切向力而形成磁阻轉(zhuǎn)矩， 使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 A 相通電，A 方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)軸線方向原有一定角度，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子被磁化，吸A 相通電使轉(zhuǎn)子1、3齒和 AA 對(duì)齊。CABBCA34122022-5-30CABBCA3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相軸線對(duì)齊，相對(duì)A相通電位置轉(zhuǎn)30；1C342CABBAC相通電再轉(zhuǎn)302022-5-

37、30這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且，一個(gè)循環(huán)周期共包括三個(gè)脈沖，所以稱三相單三拍。三相單三拍的特點(diǎn)：（1）每來(lái)一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò) 30。此角稱為步距角，用S表示。（2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。2022-5-30二、三相單雙六拍三相繞組的通電順序?yàn)椋?AABBBCCCAA 共六拍。工作過(guò)程：A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和A相對(duì)齊。CABBCA34122022-5-30所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對(duì)AA 通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了15。（1）BB 磁場(chǎng)對(duì) 2、4 齒有磁拉力，該拉力使轉(zhuǎn)子順時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng)。A、B相同時(shí)通電（2）AA 磁場(chǎng)繼續(xù)對(duì)1、

38、3齒有拉力。CABBCA34122022-5-30總之，每個(gè)循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱為三相六拍，步距角為15。CABBCA3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相對(duì)齊，又轉(zhuǎn)了15。2022-5-30三、三相雙三拍三相繞組的通電順序?yàn)椋?AB BC CA AB 共三拍。AB通電CABBCA3412CABBCA3412BC通電2022-5-30以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。工作方式為三相雙三拍時(shí)，每通入一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn)30，即 S = 30。CA通電CABBCA3412 bb360 =m* Z*CAA12AA1243b360360 =3 (1.

39、5 )m* Z*C3* 40* 1(2)b360360 =1.5 (0.75 )m * Z * C5* 48* 1(2)步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)AABBCC4750A相各齒對(duì)齊時(shí),B相轉(zhuǎn)子齒錯(cuò)位3 b = N b36060 f60 f 60fmZCn =360360mZC 功率選得過(guò)大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過(guò)小電動(dòng)機(jī)容功率選得過(guò)大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過(guò)小電動(dòng)機(jī)容易因過(guò)載而損壞。易因過(guò)載而損壞。1. 對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的伺服電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或?qū)τ谶B續(xù)運(yùn)行的伺服電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。2. 對(duì)于短時(shí)工作的伺服電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短對(duì)于短時(shí)工作的伺服電

40、動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過(guò)載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械暫的過(guò)載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。的功率。 一般自動(dòng)控制應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)盡可能選用交流伺服電機(jī)。調(diào)速和控制精度很高的一般自動(dòng)控制應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)盡可能選用交流伺服電機(jī)。調(diào)速和控制精度很高的場(chǎng)合選用直流伺服電機(jī)或其他專用的控制電機(jī)場(chǎng)合選用直流伺服電機(jī)或其他專用的控制電機(jī),如直線電機(jī)等。如直線電機(jī)等。 根據(jù)工作方式和工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如頻繁啟停選用空根據(jù)工作方式和工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如頻繁啟停選用空心杯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的伺服電機(jī)；如速度要求較平衡的場(chǎng)合選用大慣量伺服電機(jī)心杯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的伺服電機(jī)；如速度要求較平衡

41、的場(chǎng)合選用大慣量伺服電機(jī) 1 1電壓電壓 技術(shù)數(shù)據(jù)表中勵(lì)磁電壓和控制電壓指的都是額定技術(shù)數(shù)據(jù)表中勵(lì)磁電壓和控制電壓指的都是額定值。勵(lì)磁電壓允許變動(dòng)范圍為土值。勵(lì)磁電壓允許變動(dòng)范圍為土5 5左右。電壓太高，左右。電壓太高，電機(jī)會(huì)發(fā)熱；電壓太低和輸出功率會(huì)明顯下降，加速電機(jī)會(huì)發(fā)熱；電壓太低和輸出功率會(huì)明顯下降，加速時(shí)間增長(zhǎng)等。伺服電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，應(yīng)注意到勵(lì)磁繞組時(shí)間增長(zhǎng)等。伺服電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，應(yīng)注意到勵(lì)磁繞組兩端電壓會(huì)高于電源電壓，而且隨轉(zhuǎn)速升高而增大，兩端電壓會(huì)高于電源電壓，而且隨轉(zhuǎn)速升高而增大，其值如果超過(guò)額定值太多，會(huì)使電機(jī)過(guò)熱。其值如果超過(guò)額定值太多，會(huì)使電機(jī)過(guò)熱。 控制繞組的額定電壓有時(shí)也稱最大控制電壓，在控制繞組的額定電壓有時(shí)也稱最大控制電壓，在幅值控制條件下加上這個(gè)電壓就能得到圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)幅值控制條件下加上這個(gè)電壓就能得到圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)2 2頻率頻率 目前控制電機(jī)常用的頻率分低頻和中頻兩大類，目前控制電機(jī)常用的頻率分低頻和中頻兩大類，低頻為低頻為50 HZ(50 HZ(或或60HZ)60HZ)，中，中頻頻為為400HZ(400HZ(或或500HZ)500HZ)。因?yàn)?。因?yàn)轭l率越高，渦流損耗越大，所以中頻率越高，渦流損耗越大，所以中頻頻電機(jī)的鐵心用較電機(jī)的鐵心用較薄的薄的( (0.2mm2mm以下以下) )硅鋼片疊成，以減少渦流損耗；低頻硅鋼片疊成，以減少渦流損