第五章數(shù)控伺服系統(tǒng)

第5章數(shù)控伺服系統(tǒng)5/24/20235.1概

述

伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或速度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。又稱為位置隨動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、伺服機(jī)構(gòu)或伺服單元。伺服系統(tǒng)的輸入量來自數(shù)控裝置發(fā)出的進(jìn)給脈沖或進(jìn)給位移量，伺服系統(tǒng)的輸出就是能直接驅(qū)動伺服電機(jī)所需的電壓或電流，從而經(jīng)伺服電機(jī)傳動系統(tǒng)，使機(jī)床的工作臺等產(chǎn)生精確的位移。它接受來自數(shù)控裝置的進(jìn)給指令信號，經(jīng)變換、調(diào)節(jié)和放大后驅(qū)動執(zhí)行件，轉(zhuǎn)化為直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

5/24/2023伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置(計(jì)算機(jī))和機(jī)床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。該系統(tǒng)包括了大量的電力電子器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，綜合性強(qiáng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)。如果說C裝置是數(shù)控系統(tǒng)的“大腦”，是發(fā)布“命令”的“指揮所”，那么進(jìn)給伺服系統(tǒng)則是數(shù)控系統(tǒng)的“四肢”，是一種“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”。它忠實(shí)地執(zhí)行由CNC裝置發(fā)來的運(yùn)動命令，精確控制執(zhí)行部件的運(yùn)動方向，進(jìn)給速度與位移量。5/24/2023伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分，伺服系統(tǒng)的性能在很大的程度上決定了數(shù)控機(jī)床的性能。例如，數(shù)控機(jī)床的最高移動速度，跟蹤速度，定位速度等指標(biāo)均與伺服系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)性能有關(guān)。因此，伺服系統(tǒng)一直是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)之一。5/24/20235.1.1伺服系統(tǒng)的組成數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)是一個三閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，中環(huán)是速度環(huán)，外環(huán)是位置環(huán)。位置調(diào)解速度調(diào)解電流調(diào)解轉(zhuǎn)換驅(qū)動工作臺電流反饋速度反饋位置反饋MG5/24/2023

組成：伺服電機(jī)驅(qū)動信號控制轉(zhuǎn)換電路電子電力驅(qū)動放大模塊

位置調(diào)節(jié)單元速度調(diào)節(jié)單元電流調(diào)節(jié)單元檢測裝置5/24/20235.1.1伺服系統(tǒng)的組成

電流環(huán)由電流調(diào)節(jié)控制模塊、電流檢測和電流反饋部分組成。

速度環(huán)中用作速度反饋的檢測裝置，目前大多數(shù)通過位置量的微分得到速度。速度控制單元由速度調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器及功率驅(qū)動放大器等組成。位置環(huán)是由CNC裝置中的位置控制模塊、速度單元、位置檢測及反饋控制等組成。位置控制主要是對機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)軸進(jìn)行控制使之滿足一定的位置精度，速度控制在滿足位置控制的前提下，按系統(tǒng)的參數(shù)與控制速度使之以最快響應(yīng)且無超調(diào)滿足進(jìn)給要求。電力電子驅(qū)動裝置由驅(qū)動信號產(chǎn)生電路和功率放大器組成5/24/2023（1）控制精度高伺服系統(tǒng)的控制精度是指反映出輸出量的精度程度，當(dāng)然最終還要看機(jī)床的精度，對定位精度和輪廓加工精度要求都比較高，對一般切削加工的數(shù)控機(jī)床定位精度一般為0.1～0.001mm，對于高精度高速切削及高檔磨床其精度要求達(dá)到0.1μm，控制精度不得低于機(jī)床的總體精度。一般總體機(jī)床精度為0.01mm對控制精度不得低于0.005mm較為合適。（2）穩(wěn)定性好穩(wěn)定性是指系統(tǒng)受外界干擾要小，在外界干擾作用下，能在短暫的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)。伺服系統(tǒng)有較強(qiáng)的抗干擾能力，確保進(jìn)給速度的正常工作。（3）快速響應(yīng)快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的重要指標(biāo)，它反映了系統(tǒng)在確保精度的前提下的跟蹤速度，穩(wěn)定性是指系統(tǒng)受外界干擾要小，當(dāng)穩(wěn)定輸入發(fā)生跳變時(shí)，系統(tǒng)能在較短的時(shí)間內(nèi)從一個狀態(tài)過度到新的狀態(tài)，要求伺服系統(tǒng)跟蹤指令信號的響應(yīng)更快。

5.1.2對伺服系統(tǒng)的基本要求

5/24/2023（4）調(diào)速范圍寬調(diào)速范圍RN是指生產(chǎn)機(jī)械要求電機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速nmax和最低轉(zhuǎn)速nmin之比，通常RN=nmax/nmin，式中，nmax和nmin一般都是指額定轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。在中、高檔數(shù)控機(jī)床中就要求伺服系統(tǒng)具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍。目前，最先進(jìn)的水平是，在進(jìn)給速度范圍已可達(dá)到脈沖當(dāng)量為1μm的情況之下，進(jìn)給速度以0～240m/min連續(xù)可調(diào)。但對于一般中檔數(shù)控機(jī)床而言，要求伺服系統(tǒng)在0～24m/min進(jìn)給速度下都能工作就足夠了。一般來說，對于要求速度范圍為1:20000的位置控制系統(tǒng)，在總的開環(huán)位置增益為20（1/s）時(shí)，只要保證速度單元具有1:1000的調(diào)速范圍就完全可以滿足要求。當(dāng)然，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中最先進(jìn)水平的速度控制單元的技術(shù)已達(dá)到1:100000的調(diào)速范圍。對于主軸伺服系統(tǒng)主要是速度及準(zhǔn)停控制，它要求1:100～1000范圍內(nèi)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和1：10以上的恒功率調(diào)速，而且保證足夠大的輸出功率。5/24/2023

（5）低速大轉(zhuǎn)矩一般切削加工時(shí)，大切削量均采用低速進(jìn)給，所以要求伺服系統(tǒng)在低速時(shí)要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。進(jìn)給伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制，而主軸伺服控制在低速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩控制，在高速時(shí)為恒功率控制，在低速下要減小或消除難以解決的爬行現(xiàn)象及低速振動噪音。對于主軸用的伺服系統(tǒng)有時(shí)可以用一個的進(jìn)給伺服系統(tǒng)來替代主軸伺服系統(tǒng)，一般為速度控制系統(tǒng)，除上面的一般要求之外，還具有下面的控制功能：1)準(zhǔn)?？刂茷榱俗詣訐Q刀，要求主軸能進(jìn)行高精度的準(zhǔn)確位置停止。2)角度分析控制分度有兩種：一是固定的等分角位置控制。二是連續(xù)的任意角度控制。（作特殊加工時(shí)，主軸坐標(biāo)有了進(jìn)給坐標(biāo)的功能，稱為“C”軸控制。）為了滿足對伺服系統(tǒng)的要求，對伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件——伺服電機(jī)也相應(yīng)提出高精度、快反映、寬調(diào)速和大轉(zhuǎn)矩的要求，一般具備小慣量大轉(zhuǎn)矩的具體特征1)最低進(jìn)給速度到最高進(jìn)給速度范圍都能穩(wěn)定運(yùn)行平滑過度。2)進(jìn)給電機(jī)應(yīng)具有大的較長時(shí)間的過載能力，一般能過載4-5倍左右，持續(xù)時(shí)間達(dá)10分鐘以上，轉(zhuǎn)動慣量要小3)

滿足快速響應(yīng)的要求，一般進(jìn)給伺服電機(jī)做成細(xì)長，高檔進(jìn)給具備400rad/s2以上的加速度，保證電機(jī)在0.2s以內(nèi)從靜止起動到1500rad/min。4)電機(jī)應(yīng)能承受頻繁的起動制動和反轉(zhuǎn)，20次/min以上。5/24/20231．按調(diào)節(jié)理論分類（1）開環(huán)伺服系統(tǒng)

（2）閉環(huán)伺服系統(tǒng)

（3）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)5.1.3伺服系統(tǒng)的分類指令驅(qū)動電路步進(jìn)電機(jī)工作臺脈沖伺服電機(jī)速度檢測速度控制位置控制位置檢測伺服電機(jī)速度控制位置控制工作臺脈沖編碼器指令5/24/2023開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)沒有位置測量裝置，信號流是單向的（數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率f脈沖個數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大5/24/2023無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的性能和精度。一般以功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動元件。這類系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。5/24/2023半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動裝置(常用伺服電機(jī))或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測運(yùn)動部件的實(shí)際位置。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋5/24/2023半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運(yùn)動誤差難以消除。因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好。但可對這類誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因而仍可獲得滿意的精度。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。5/24/2023全閉狡環(huán)數(shù)索控系活統(tǒng)全閉蛙環(huán)數(shù)嚴(yán)控系程統(tǒng)的枝位置博采樣披點(diǎn)如嬸圖的暫虛線棵所示桐，直骨接對頁運(yùn)動覺部件貞的實(shí)命際位面置進(jìn)木行檢他測。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋5/兄18犬/2鼠02兔3從理郊論上秩講，互可以挺消除龜整個線驅(qū)動夾和傳端動環(huán)于節(jié)的侄誤差漏、間絹隙和小失動勁量。符具有頂很高摔的位證置控燃制精攪度。由于定位置守環(huán)內(nèi)請的許落多機(jī)微械傳脫動環(huán)駝節(jié)的回摩擦富特性衡、剛哲性和騎間隙覽都是蘆非線離性的驗(yàn)，故眉很容伸易造黑成系嫌統(tǒng)的真不穩(wěn)闖定，絕使閉品環(huán)系念統(tǒng)的云設(shè)計(jì)物、安活裝和西調(diào)試提都相絕當(dāng)困洽難。該系茄統(tǒng)主賽要用致于精稠度要興求很盯高的退鏜銑斷床、尖超精淋車床昨、超滿精磨酷床以劉及較際大型弓的數(shù)孔控機(jī)祖床等屢。5/獻(xiàn)18魄/2炕02跪32.按使已用的撿驅(qū)動患元件訓(xùn)分類1）電液媽系統(tǒng)電液躺系統(tǒng)麥的執(zhí)鐵行元款件為晨液壓腸元件話，其政前一元級為低電氣攪元件價(jià)，驅(qū)叔動元啊件為琴液動無機(jī)和煎液壓干缸，威常用良的有前電液劉脈沖轟馬達(dá)緣瑞和電顛液伺翁服馬績達(dá)。逢電液圍脈沖株馬達(dá)純驅(qū)動尊力矩?cái)n大，貴但制挪造成唉體高申、壽拾命不陰太長皺，所裝以只鍬是在唯具有筒特殊限要求若時(shí)，咐才采駁用電示液伺曲服系榜統(tǒng)。2）電折氣伺冊服系搜統(tǒng)電氣描伺服常系統(tǒng)承全部齡采用盡電子冤器件察和電伍機(jī)部椅件，靈隨著被電子糧工業(yè)歡的發(fā)規(guī)展，絮制）縱造成界本越廁來越定低，覆可靠俘性越表來越扒高。魯電氣皺伺服皇系統(tǒng)抽中的輕驅(qū)動得元件沉主要悄有步骨進(jìn)電橋機(jī)、寬直流憐伺服憑電機(jī)頃和交擇流伺場服電悅機(jī)。3、按綱執(zhí)行摧電機(jī)壘類型首分類1)1）直流葡伺服躁系統(tǒng)直流飼伺服曉系統(tǒng)瞧常用懇的伺洗服電窗機(jī)有盼小慣踢量直系流伺獄服電同機(jī)和遇永磁茄直流絮伺服勁電機(jī)光。永磁益直流律伺服貼電機(jī)姓能在擋較大哭過載患轉(zhuǎn)矩調(diào)下長徹時(shí)間門工作扎以及鏈電機(jī)盈的轉(zhuǎn)傷子慣山量較冤大，姐能直壩接與邊絲杠抓相連烈而不拿需中鑰間傳痕動位廳置。券此外的，它證還有此一個賽特點(diǎn)沖是可男在低蜓速下婦運(yùn)轉(zhuǎn)算，如鑼能在1r銅/m澡in甚至斬在0.餐1/唇mi侮n下平卵穩(wěn)地蟻運(yùn)轉(zhuǎn)釋。因哭此，穿這種拔直流柿伺服陳系統(tǒng)堤在數(shù)著控機(jī)咽床上料獲得劇了廣愁泛的遷運(yùn)用掏。永線磁直乏流伺勤服電招機(jī)的伸缺點(diǎn)潔是有泰電刷芹，限懸制了喝轉(zhuǎn)速雀的提焦高，期一般口額定炕轉(zhuǎn)速歸為10耐00明~1授50腦0r難/m路in，而且館結(jié)構(gòu)疏復(fù)雜娛，價(jià)匪格較鋒貴。2）交晚流伺泡服系土統(tǒng)交流游伺服影系統(tǒng)記使用節(jié)交流宴異步墊伺服博電機(jī)剖和永薦磁同儉步伺爹服電訓(xùn)機(jī)，臟交流眠伺服獅電機(jī)敘沒有詢電刷基換向矩器，朋維護(hù)碎保養(yǎng)銅簡單纏且轉(zhuǎn)蓬子慣鬧量較少有直勤流電鐵機(jī)小師，使威得動悶態(tài)響忽應(yīng)好玻，另腸外在藝同樣陷體積愧下，宋交流鏈電機(jī)菜的輸倡出功殼率可掏比直坐流電申機(jī)提張高50梯%左右葡，交附流電倦機(jī)的暈容量派可以遼比直犯流電沫機(jī)造戰(zhàn)得大起，達(dá)摩到更組高的安電壓賭和轉(zhuǎn)稻速。5/烏18擾/2通02鄰34.驅(qū)動拔軸分炎類1）進(jìn)給罵伺服依系統(tǒng)它包混括速任度控偶制環(huán)惡和位圓置控謀制環(huán)畫。進(jìn)刷給伺解服系州統(tǒng)完劉成各各坐標(biāo)焰軸的導(dǎo)進(jìn)給脫運(yùn)動道，快闊速響毒應(yīng)好娛，精縱度高升，具偵有定絨位和勞輪廓滑跟蹤逝功能忠，是胖?jǐn)?shù)控眠機(jī)床淋中要確求最磨高的甩伺服羞控制礎(chǔ)。2）主張軸伺嘴服系徐統(tǒng)一般逮的主顫軸控型制只暑是一愧個速椅度控狐制系敞統(tǒng)，野主要爆實(shí)現(xiàn)罷主軸具的旋夾轉(zhuǎn)運(yùn)皆動，東提供核切削楊過程改中任煮意轉(zhuǎn)中速的幫轉(zhuǎn)矩客和功汽率，隙對于隸具有哲準(zhǔn)停名控制滋的主膚軸與濫進(jìn)給紫伺服礎(chǔ)系統(tǒng)亭一樣乒，有膝時(shí)就劫用進(jìn)非給伺捉服系些統(tǒng)來安替代賄主軸合伺服惡系統(tǒng)憲。5.按反無饋量愈的方哈式分固類1)1）脈沖抱、數(shù)途字比辟較伺睜服系刊統(tǒng)該系正統(tǒng)是繞閉環(huán)遵伺服嬌系統(tǒng)桌中的占一種塌控制陸方式炭，它橋是將調(diào)數(shù)控必裝置應(yīng)發(fā)出員的數(shù)葵字（年或脈渴沖）踩指令層信號驢與檢注測裝夢置測革得的描以數(shù)殃字（類或脈造沖）爪形式經(jīng)表示竊的反資饋信事號直子接進(jìn)抱行比幫較，鞭以產(chǎn)昆生位厲置誤縱差，翁達(dá)到遠(yuǎn)閉環(huán)遇控制山。脈沖廢、數(shù)鼻字比扒較伺駕服系裂統(tǒng)結(jié)尚構(gòu)簡街單、亞容易姿實(shí)現(xiàn)薪、整悔機(jī)控孩制穩(wěn)模定，蘿在一童般數(shù)排控伺日服系鴿統(tǒng)中去應(yīng)用擁十分掌普遍歸。2）相位注比較戴伺服因系統(tǒng)在相刃位比垂較伺刊服系朋統(tǒng)中酬，給秒定量至與反肥饋量踢都變貨成某偏個載勇波的湯相位決通過殺檢相蚊器作茶兩者檔相位淡比較姑，獲襖得實(shí)辟際位者置與研給定魚位置亭的偏差差，扛實(shí)現(xiàn)南閉環(huán)抄控制簽。相位致伺服鹽系統(tǒng)冊對于伍感應(yīng)撞式檢符測元槳件如喊旋轉(zhuǎn)警變壓附器，紛感應(yīng)午同步許器較喬適用尼。1)3）幅影值比愿較伺堂服系普統(tǒng)幅值尼比較燃伺服菜系統(tǒng)灘是以掩位置上檢測竿信號劫的幅娃值大吐小來塌反映倚位移藝量。佛系統(tǒng)釀工作藍(lán)時(shí)要堡將此尾幅值飽信號厘轉(zhuǎn)換饅成數(shù)康字信半號，鴿然后靈給定果數(shù)字男信號統(tǒng)進(jìn)行揚(yáng)比較蹄，從住而獲垃得位群置偏民差信愚號構(gòu)緒成閉意環(huán)系畏統(tǒng)。在現(xiàn)王代數(shù)午控中蘇相位復(fù)比較俗和幅鑼值比魄較系雷統(tǒng)從趟結(jié)構(gòu)休上和狀安裝須維護(hù)隊(duì)上都申比脈尚沖、恭數(shù)字胃比較私系統(tǒng)形復(fù)雜揮和要狀求高折，在毯一般刷情況憂下脈畝沖、著數(shù)字耳比較緊伺服敗系統(tǒng)伏應(yīng)用癢廣泛股，而塊相位獻(xiàn)比較復(fù)系統(tǒng)響又比詢幅值微比較凍系統(tǒng)中應(yīng)用冒的多且。5/奏18睜/2紅02寒35.兆2伺服任元件辱的驅(qū)屆動元裕件伺服掉電動展機(jī)為數(shù)描控伺片服系縫統(tǒng)的索重要這組成身部分誼，是通速度和已軌跡共控制托的執(zhí)俘行元搬件。數(shù)控濾機(jī)床游中常叛用的椒驅(qū)動庭元件——伺服面電機(jī)：直流苗伺服吹電機(jī)攤（調(diào)北速性灣能良呀好）交流考伺服穗電機(jī)御（主屬要使戶用的哀電機(jī)腹）步進(jìn)怪電機(jī)嘆（適筍于輕那載、涌負(fù)荷休變動沒不大融）直線豈電機(jī)睛（高廊速、偶高精知度）5/痕18咽/2陰02諷35.省2.刺1步進(jìn)豈電機(jī)步進(jìn)貢電機(jī)狗是將坡電脈修沖信領(lǐng)號變走換成狠角位逮移或挑線位廈移的貼一種堤機(jī)電吳式數(shù)草模轉(zhuǎn)曲換器戰(zhàn)，它央是根谷據(jù)同嬸步電伸機(jī)原滿理制恨成的耍。步進(jìn)通電機(jī)穩(wěn)是較幟早實(shí)學(xué)用的輪典型停的機(jī)旦電一學(xué)體化異元件厭組件齊。步廚進(jìn)電液動機(jī)見本體扒、步胡進(jìn)電多動機(jī)邪驅(qū)動蠢器和屋控制典器構(gòu)苗成步到進(jìn)電層動機(jī)永系統(tǒng)香不可豈分割柱的三滿大部枯分。5/摘18喂/2理02易35.晚2.改1步進(jìn)凡電機(jī)步進(jìn)賄電機(jī)富的分吃類按力矩牲產(chǎn)生細(xì)的原牲理分1.反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)2.激磁式步進(jìn)電機(jī)按輸出構(gòu)力矩鎖大小弦分1.伺服式步進(jìn)電機(jī)2.功率式步進(jìn)電機(jī)按定子但數(shù)分1.單定子式2.雙定子式3.三定子式步進(jìn)電機(jī)4.多定子式步進(jìn)電機(jī)按各相千繞組惜分布潛分:1.徑向分相式:電機(jī)各相按圓周依次排列2.軸向分相式:電機(jī)各相按軸向依次排列5/桃18提/2緞02承31、工謎作原價(jià)理：當(dāng)?shù)隗H一個冬脈沖狗通入A相時(shí)跪，磁門通企基圖沿銹著磁鞭阻最鑄小的足路徑雜閉合胳，在煉此磁定場力喊的作局用下袖，轉(zhuǎn)膜子的1、3齒要蜻和A級對追齊。蘆當(dāng)下模一個喪脈沖良通入B相時(shí)就，磁相通同蟻樣要早按磁嚼阻最斑小的給路徑赤閉合窯，即2、4齒要棗和B級對白齊，褲則轉(zhuǎn)普子就吼順逆燦時(shí)針儲方向康轉(zhuǎn)動突一定禿的角泊度。5/宏18陪/2抬02避3具體旺過程鋒流程遙圖：5/藏18飯/2德02毫3若通錦電脈羨沖的糟次序聽為A、B、C、A…，則不蜻難推膏出，脊轉(zhuǎn)子美將以墓順時(shí)予針方南向一福步步毫地旋費(fèi)轉(zhuǎn)。街這樣存，用惜不同鑄的脈沖沖通憶入次偵序方數(shù)式就敬可以奸實(shí)觀地對步暖進(jìn)電悉動機(jī)康的控刮制。脈沖繩的數(shù)世量控符制電尋機(jī)的暫轉(zhuǎn)角輛；脈致沖的陜頻率京控制永電機(jī)鴉的轉(zhuǎn)非速；艱脈沖賠的通披入次迷序控抗制電魄機(jī)的蜓方向今。定子驢繞組剪每改寺變一淚次通搖電方逐式，播稱為殃一拍盼。上條述的禾通電答方式急稱為怒三相霸單三磚拍。膛所謂?！皢钨Y”是星指每賽次只鹽有一脈相繞握組通蓮電；櫻所謂并“三鍬拍”擁是指坑經(jīng)過虹三次廉切換夠控制鄰繞組柔的通酒電狀總態(tài)為用一個撒循環(huán)異。具體筋過程詢參照關(guān)教材坐：P1然85憲~1愁86。5/登18問/2鼻02慚3(1餐)步進(jìn)誦電機(jī)租定子脈繞組麻的通偵電狀頁態(tài)每光改變姑一次注，它這的轉(zhuǎn)鈔子便羞轉(zhuǎn)過秧一個達(dá)確定桂的角旋度，勸即為塘步進(jìn)哨電機(jī)蛛的步距簽角；(2不)改變膏步進(jìn)唇電機(jī)基定子頁繞組修的通卸電順們序，豬轉(zhuǎn)子佩的旋勞轉(zhuǎn)方撞向?qū)I隨之?dāng)掣淖兺唬?3鵝)步進(jìn)刊電機(jī)莫定子岔繞組匪通電局狀態(tài)訊的變奏化頻累率越傍高，德轉(zhuǎn)子掌的轉(zhuǎn)蟻速越注高；(4夸)步進(jìn)誦電機(jī)詞的步距概角與定都子繞貨組的恥相數(shù)m、轉(zhuǎn)子蠟的齒活數(shù)z、通電停方式K有關(guān)薦，可存用下去式表煙示：式中櫻，三輝相三進(jìn)拍時(shí)K=1；三相糞六拍液時(shí)K=2。例暢題2.性能捷參數(shù)5/藏18紡/2隸02授3如前光圖所陡示的礦步進(jìn)仰電機(jī)栽，若取轉(zhuǎn)子潮齒數(shù)z＝40，以三壁相三茫拍通燃電時(shí)宏，步距侄角為若以斧三相進(jìn)六拍搭通電薄方式嘉工作啟時(shí)，步距月角為5/達(dá)18仙/2陜02彩3目前桶，我刻國使串用的留步進(jìn)卷電機(jī)饑多為半反應(yīng)翻式步買進(jìn)電淚機(jī)，澇如圖準(zhǔn)所示鈴。這壺是一嫁臺典納型的恨單定子糟徑向拘分相毫的三塊相反勻應(yīng)式識步進(jìn)寨電機(jī)蚊的結(jié)桃構(gòu)原蓮理圖單定壘子徑差向分吼相式軌三相步進(jìn)潤電機(jī)下結(jié)構(gòu)域原理觸圖5/典18鄰/2題02濾3多定狗子軸餃向分性相式盯五相僚步進(jìn)渠電機(jī)緒結(jié)構(gòu)襯原理掙圖5/醫(yī)18邊/2責(zé)02克3步進(jìn)騰電機(jī)猶的主昏要特捆性步距向角步進(jìn)碌電機(jī)拒的步濁距角勉是反嫩映步滅進(jìn)電促機(jī)定疾子繞衰組的允通電辛狀態(tài)夫每改碎變一亦次，少轉(zhuǎn)子歇轉(zhuǎn)過緣瑞的角院度。它是菜決定肝步進(jìn)鳳伺服呀系統(tǒng)忘脈沖伴當(dāng)量既的重厭要參奸數(shù)。屋數(shù)控鍛機(jī)床信中常嘗見的戒反應(yīng)奮式步跑進(jìn)電槐機(jī)的其步距州角一紛般為0.障5o~3o度。峰通常乒，步付進(jìn)角項(xiàng)越小撓，加線工精掘度越冊高。啟動旺頻率步進(jìn)悼電機(jī)辟在空膜載的梳條件粒下由豎靜止蓮?fù)蝗惶簡又?，并沃進(jìn)入淚不丟面步的鋪正常育運(yùn)行雪所允沃許的錫最高品頻率船，稱種為啟暢動頻藥率或伙突跳周頻率專。若啟訴動時(shí)淹頻率宮大于陵突跳悄頻率切，步隆進(jìn)電稍機(jī)就鑰不能課正常鄉(xiāng)豐啟動破。因摸此，攀空載正啟動撕時(shí)，雞步進(jìn)銅電機(jī)逗定子鎮(zhèn)繞組知通電極狀態(tài)負(fù)變化淹的頻申率不悶?zāi)芨邉⒂谠撈笸惶轭l率音．當(dāng)榨步進(jìn)測電機(jī)違加負(fù)慶載后永，其遙啟動跌頻率濫隨負(fù)議載轉(zhuǎn)頭動慣摟量增劉加而癢減小擁。5/龜18金/2治02末3(3突)連續(xù)嚇運(yùn)行冬的最睡高工醫(yī)作頻才率fma緊x步進(jìn)帖電機(jī)宮連續(xù)盈運(yùn)行酷時(shí)保套證不勉丟步扁的極彎限頻呈率fma痛x稱為糟最高租工作煙頻率尖。(4)加減培速特夸性步進(jìn)母電機(jī)袍的加桿減速悲特性詢是描計(jì)述步圈進(jìn)電閃機(jī)由論靜止驢到工咸作頻中率和復(fù)由工于作頻仗率到什靜止置的加昨減速匙過程銷中，玩定子費(fèi)繞組紅通電患狀態(tài)坡的變棕化頻危率與揀時(shí)間否的關(guān)嚼系。加減枕速特棉性曲卸線5/足18踏/2籌02藍(lán)33.步進(jìn)伸電動鋪機(jī)具庫有自跌身的蠟特點(diǎn)簽，歸繡納起售來有氣：1）可晉以用飼數(shù)字儉信號鄭直接心進(jìn)行紀(jì)開環(huán)議控制壩，整逮個系童統(tǒng)造堪價(jià)低森。2）位敘移與櫻輸入華脈沖盞信號郵樹相法對應(yīng)閉，步質(zhì)距誤垃差不報(bào)長期間積累辮，可薄以組艷成結(jié)僑構(gòu)較盾為簡樓單而詠又具運(yùn)有一幕定精冶度的積開環(huán)辱控制蛛系統(tǒng)長，也菊可以婦在要鏈求高甚精度她時(shí)組倉成閉礦環(huán)控含制系艦統(tǒng)。3）無設(shè)刷，接電動屈機(jī)本倡體部睜件少映，可政靠性糧高。4）易婆于起岡動，蜘停止駐，正喚反轉(zhuǎn)盡及變標(biāo)轉(zhuǎn)。5）停霞止時(shí)滅，可攀以通于電自踐鎖。6）速箭度可伸在相勿當(dāng)寬泳的范泡圍內(nèi)洽平滑出調(diào)節(jié)宰，同采時(shí)用聽一臺包控制節(jié)器控獸制幾把步電付動機(jī)膨，可巖使它壩們完班全同瘡步運(yùn)零行。7）步仔進(jìn)電紛動機(jī)請帶慣趴性負(fù)貧載能應(yīng)力差碧。8）由錯于存禽在失密步和晉低頻偏共振乞，因嶺此步流進(jìn)電括動機(jī)兄的加織減方污法根蔥據(jù)利亂應(yīng)用澡狀態(tài)萍的不堪同而直復(fù)雜梨化。5/舞18稼/2甜02蠢3步進(jìn)興系統(tǒng)壓原理兔框圖步進(jìn)優(yōu)式伺同服系址統(tǒng)的肆工作弟原理5/召18鈴/2蹲02閱31．工驗(yàn)作臺到位移坑量的分控制進(jìn)給示脈沖薯數(shù)N→定子義繞組貍通電態(tài)狀態(tài)貌變化瓶次數(shù)N→步進(jìn)天電機(jī)工轉(zhuǎn)子查的轉(zhuǎn)溝角→工作閱臺位這移量L2．工作劑臺進(jìn)探給速識度的勿控制進(jìn)給垂脈沖雙的頻痕率f→定子銜繞組震通電水狀態(tài)裝的變書化頻束率f→步進(jìn)非電機(jī)廉轉(zhuǎn)子羞的轉(zhuǎn)冊速→工作鵝臺進(jìn)畫給速砌度v3．工作摘臺運(yùn)齊動方衛(wèi)向的嘴控制步進(jìn)辯電機(jī)終定子斑繞組脈的通匯電順愿序→舅步進(jìn)長電機(jī)侵正轉(zhuǎn)的或反館轉(zhuǎn)→施工作狐臺的弊進(jìn)給地方向5/鳥18偷/2焰02妻3步進(jìn)省電機(jī)聚的驅(qū)款動控戴制線蒙路5/樣18滿/2矩02粒31．脈問沖混石合電階路無論各是數(shù)街控裝打置送來來的脊插補(bǔ)恐進(jìn)給庭信號社、齒奴補(bǔ)信腦號，若還是廈手動蘭進(jìn)給跨、手腎動回者原點(diǎn)頃信號提等等，散這些叨信號鏈的目障的無家非是商要使石工作沉臺正柴向進(jìn)仗給和蠻反向桿進(jìn)給幼，因絕此首胸先應(yīng)玩將這爸些信擊號混威合為照使工貿(mào)作臺必正向婆運(yùn)行俗的“障正向孟進(jìn)給鋪”信銀號或啞使之懼反向輪運(yùn)行臥的“蔬反向斗進(jìn)給唐”信柿號。輔這就揉是脈饒沖混垮合電翁路的敏作用夏。2．加震減脈獲沖分乳配電趟路加減咱脈沖華分配蔬電路丹的作扮用，尊是將飯正反彎向進(jìn)膨給脈腰沖，插根據(jù)熔步進(jìn)金電機(jī)喉的原顫轉(zhuǎn)向伶和可牌逆計(jì)震數(shù)器壁的存牙數(shù)狀承態(tài)，騰決定扁脈沖牌進(jìn)入秀可逆判計(jì)數(shù)選器時(shí)均，應(yīng)粉作加仔法計(jì)壤數(shù)還砌是減形法計(jì)救數(shù)。駛?cè)舨椒蜻M(jìn)電蓄機(jī)正紐奉轉(zhuǎn)，章輸入情正向記進(jìn)給終脈沖算：步殃進(jìn)電爸機(jī)反穩(wěn)轉(zhuǎn)，獵輸入嘩反向未進(jìn)給鴨脈沖呢，此飄時(shí)不尿管可詞逆計(jì)營數(shù)器配是否借全為而零，掌均作豪加法事計(jì)數(shù)認(rèn)。而碌當(dāng)可毀逆計(jì)新數(shù)器純非全猛零時(shí)掉，步例進(jìn)電醒機(jī)正刻轉(zhuǎn)，敘輸入扮反向求進(jìn)給需脈沖鞭；步膝進(jìn)電旦機(jī)反珍轉(zhuǎn)，取輸入院正向久進(jìn)給遷脈沖分，均獵作減斤法計(jì)血數(shù)。5/漁18符/2接02仍33．加責(zé)減速綠電路(自動索升降浪速電吳路)步進(jìn)誘電機(jī)陵的加吊減速火特性斜要求降是，石進(jìn)入涉步進(jìn)嶺電機(jī)否繞組城的脈槐沖電殊流的裂頻率嶼變化毯要平憲滑，王而且半應(yīng)有幸一定稱的時(shí)梳間常然數(shù)，離但各貴進(jìn)給槽脈沖譜頻率偶間的愈變化盲可能股是躍諸變的攻。因爹此應(yīng)易該將煌此躍破變頻憶率經(jīng)趕加減醫(yī)速電纖路緩嫌沖后腔，再元進(jìn)入璃步進(jìn)籮電機(jī)島繞組傳，使正步進(jìn)貍電機(jī)姻工作采正常街可靠對。這干就是緩加減屢速電食路的恐作用煮。5/狂18驕/2夕02腦34．環(huán)部形分望配器環(huán)形痕分配毅器的潑作用并是把屠來自盤加減胳速的藍(lán)一串燙進(jìn)給歐脈沖煮按一僅定規(guī)括律分川成若育干路湯電平臘信號驕去控蕉制步火進(jìn)電動機(jī)的榴幾個刪定子附繞組兔，使宣其正沫向運(yùn)肚轉(zhuǎn)或墳反相素運(yùn)轉(zhuǎn)償。簡單票移相碰寄存劈燕器1樓0適00典1行00器0匆15/攏18察/2尚02殊35.功率梁放大飾器從環(huán)燭形分島配器庸來的算脈沖箱電流致只有嗓幾毫養(yǎng)安，器而步季進(jìn)電地機(jī)的漸定子出繞組疲需要可幾安辯培的廊電流那，因稻此需易要功允率放咱大。店功率分放大雨器由鞋前置肝放大捉器和智大功沸率驅(qū)愈動兩弟部分怒組成漲。前握置放理大器閉是為浴了放棕大環(huán)最形分明配器差送來槳的脈來沖信斜號并稿推動龍大功蓬率驅(qū)雷動部耀分而珍設(shè)置符的，課一般蕩可根壟據(jù)要兆求選蜂擇一著個適校當(dāng)?shù)拿醇蓳茉?qū)；大甜功率泰驅(qū)動螞部分愧進(jìn)一安步將胡前置榆放大忽器送景來的申脈沖泊電流后信號干放大濃，得粥到步傳進(jìn)電擁機(jī)各所相繞跨組所注需的常脈沖等電流器。它名既要債控制匯步進(jìn)紡電機(jī)鉗各相遺繞組適的通節(jié)斷電摟，又臨要起欠功率銳放大術(shù)的作婚用，稠因而搜它是俱步進(jìn)壤電機(jī)思驅(qū)動陰線路國中很駁重要盾的一茫部分銹。通頂常采盤用大乖功率巡壽晶體灰管、榨快速啊可控濾硅或翅可關(guān)妨斷可扭控硅生。5/礎(chǔ)18窄/2址02扎3提高去步進(jìn)威系統(tǒng)棟精度瘦的措虧施1．細(xì)削分線患路所謂閃細(xì)分唇線路敘，就憂是把熊步進(jìn)施電機(jī)歡的一丸步斃再分道得細(xì)素一些喉，來遠(yuǎn)減小繩步距專角。2．齒寄距誤頑差和團(tuán)反向津間隙清補(bǔ)償3．混纏合伺拘服系鋒統(tǒng)5/須18涂/2左02鋒3兩種砍控制細(xì)線路頌刀具建軌跡佩比較5/蘇18輝/2播02裕3間隙帥補(bǔ)償掀原理根據(jù)謀實(shí)際血測得女傳動畏間隙軟或齒典距誤獎差的哥大小遮，每保當(dāng)出膛現(xiàn)反有向或爬移動猴到有蝕齒距形誤差銷的位為置時(shí)烘，用扭補(bǔ)充鉤固定順的脈班沖來職克服。5/長18蓮/2真02稈3混合局伺服血系統(tǒng)5/挑18廊/2鳥02硬3小結(jié):1.步進(jìn)申電機(jī)奇受脈功沖電窗流控允制，垃轉(zhuǎn)子疫的角省位移由正比撥于輸至入脈拔沖的獸數(shù)量達(dá)轉(zhuǎn)子士的角航速度怎正比稼于輸濕入脈改沖的性頻率磨轉(zhuǎn)子翁的旋呆轉(zhuǎn)方有向取治決于火定子捐繞組偷的通沙電順漆序2.步進(jìn)娘電機(jī)團(tuán)有一戰(zhàn)定的樓步距伍誤差,但沒騙有累鈴計(jì)誤橋差3.若維設(shè)持控趣制繞凈組的查電流謝不變,則步北進(jìn)電耐機(jī)就保可停旱在某柄一位束置不數(shù)動5/箏18仍/2福02耗3永磁躍式直峽流電懇機(jī)（據(jù)有槽率、無坑槽、憂杯型配、僚印刷嫂繞組昨）勵磁捎式直貢流電碗機(jī)混合奧式直趨流電墨機(jī)無刷糟直流麗電機(jī)直流胖力矩脹電機(jī)永磁引式直奪流電拴機(jī)類銷型中遞的有侄槽電落樞永似磁直桐流電庭機(jī)（曠普通秩型）少；勵磁萬式直丑流電廁機(jī)類鼓型中秒的他京激直冊流電蔬機(jī)。5.乓2.災(zāi)2直流晚伺服己電機(jī)常用痛的直鋤流電陡動機(jī)勸有：直流淚進(jìn)給殊伺服料系統(tǒng)右：直流面主軸夢伺服吉系統(tǒng)存：5/崖18泊/2陵02棉31．直流削伺服劫電機(jī)秋的結(jié)宮構(gòu)極靴機(jī)殼瓦狀永磁材料（定子）電樞（轉(zhuǎn)子）換向極主磁極定子轉(zhuǎn)子線圈圖5.5永磁直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)

圖5.6直流主軸電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖5/膏18侍/2夕02懂32.漲1調(diào)速個原理電機(jī)煮轉(zhuǎn)子哪在電封磁轉(zhuǎn)筒距M的作紀(jì)用下宅旋轉(zhuǎn)節(jié)，其奴大小卻為：(1揪)--輪--蔑-電機(jī)千轉(zhuǎn)距錦系數(shù)Ia--誓--電機(jī)督電樞撓電流電樞磁轉(zhuǎn)動面以后賞，因吉導(dǎo)體跳切割誓磁力往線而穗產(chǎn)生鞠反電去勢其泡值為Ea=kenR賤tR枯jU登jI甜jUI序aEa5/斧18朗/2員02帖3根據(jù)煎電壓劣平衡委公式U=束Ea+IaRa電機(jī)貫的轉(zhuǎn)驗(yàn)速從公精式可剖以看之出，閥調(diào)節(jié)鑒電機(jī)蜘轉(zhuǎn)速刮的方淺法有雪三種1）改暢變電指樞電糕壓U2）改變懇磁通棉量（認(rèn)即改望變Ke=cmφ值）亭，改蒼變激瞧磁回納路的妖電阻Rj以改俘變激礎(chǔ)磁電吵流，惰可以飲達(dá)到駐改變各磁通歸量的犧目的獸。(2窗)5/雁18嚇/2斷02肢33）在怪電樞趁回路臘中串資聯(lián)調(diào)厚節(jié)電繼阻Rt,轉(zhuǎn)速物計(jì)算用公式獵：分析紐奉：調(diào)節(jié)塔激磁夠回路茅電阻塑的方岸法，泥容易熄實(shí)現(xiàn)攏，但打激磁鳳回路祥的電寶感大脈，電咱氣時(shí)島間常涂數(shù)較糾大，斧調(diào)速疏的快煙速性是較差趁。電樞站回路報(bào)串接蠢電阻久，電尾阻上撓的銅象耗大暈，不闊經(jīng)濟(jì)兆。目前簡最常列用的龜調(diào)速籌方法砍是改片變電資樞電秀壓。5/研18置/2用02角32.摸2直流糟伺服誤電機(jī)還的特雙性2.揉2.議1機(jī)械煌特性——靜態(tài)選特性由式1和式2有：上式儀表達(dá)賊的就標(biāo)是電墻機(jī)的注機(jī)械響特性淺，當(dāng)質(zhì)激磁古電壓辱不變拖的情躁況下盾，k和ke都是令常數(shù)綠。當(dāng)往電樞陳電壓U也一噸定的括情況歸下，君則n和M的關(guān)章系是蹦一條辟斜率序?yàn)閗的直賭線。5/葡18向/2公02陸3機(jī)械群特性霸反映定了電機(jī)宰的轉(zhuǎn)勒速n隨負(fù)載M的變黨化而變化識的情掀況.K值大慣，說冬明轉(zhuǎn)副速隨蘇轉(zhuǎn)矩蹲變化哭而變域化幅滴度大脊，說脆明電鑒機(jī)機(jī)監(jiān)械特雅性軟麥，反澆之，薄機(jī)械霉特性益硬。Mdn0△n△MnM5/勵18易/2茅02叛32.飲2.坡2直流蹲伺服握電機(jī)死的動譽(yù)態(tài)特易性電機(jī)稼穩(wěn)態(tài)賠運(yùn)行功時(shí)，編電機(jī)甚電磁離轉(zhuǎn)距M等于幫負(fù)載暢轉(zhuǎn)距ML。但在認(rèn)啟動候和制粗動過騰程中圓，電只機(jī)電史磁轉(zhuǎn)椒距還躬要克擾服負(fù)季載的患慣性直轉(zhuǎn)距尊。平步衡方屆程為:在設(shè)原計(jì)一搖個機(jī)五電傳移動系追統(tǒng)時(shí)望，要得考慮社到負(fù)料載的沸轉(zhuǎn)動拉慣量疤以及們角加恭速度誤對電建機(jī)電料磁轉(zhuǎn)界矩的倚需求帽。5/酷18妹/2劉02妙3電機(jī)指繞組須不僅蟲有電礙阻Ra,而且娘有電憑感La,在過斗渡過賊程中錯電樞唯的電漢流Ia是變礙化的廊，電脂壓的胞動態(tài)架平衡書方程欺式是毯：式中葡的第刃一項(xiàng)寇是一軌個暫塵態(tài)過名程，夾和電果樞電呼路的否電感La以及攝電壓U的變天化量歇有關(guān)齒。合艷并上坑述各式哈，5/集18恒/2沈02匯3只討典論以案下兩添個電聽機(jī)動味態(tài)特?zé)o性指室標(biāo)：電機(jī)測的機(jī)夏械時(shí)嘆間常濾數(shù)KT=Cmφ執(zhí)--磨--蹈--父--墨--數(shù)--電機(jī)建的轉(zhuǎn)睬距系磨數(shù)Ke=ceφ--綱--蝴--費(fèi)--適--代-電勢崗系數(shù)TM--嚇--是電漫機(jī)的括機(jī)械芹時(shí)間談參數(shù)種，表婆示加辜上電酬樞電序壓后見，轉(zhuǎn)唇速達(dá)厲到額墳定值度的響喜應(yīng)過訪程的截時(shí)間兄。電機(jī)首的電漿氣時(shí)萌間常側(cè)數(shù)TE--描--板-電氣紀(jì)時(shí)間麻參數(shù)必，表艦示加特上電揚(yáng)樞電疲壓后愛，電樞筐電流槐達(dá)到彼額定膛值的茄響應(yīng)搭過程薄的時(shí)欣間。電機(jī)咽結(jié)構(gòu)段常數(shù)5/銀18銜/2殃02雷3電機(jī)瓣的動省態(tài)特個性和迷兩個肆?xí)r間猶常數(shù)薄的比傾值有巴關(guān)當(dāng)4TE≤TM時(shí)，電膨機(jī)的膽動態(tài)弊過程長是一選個穩(wěn)孝態(tài)的迅非周社期過轟程，臣電樞庫電感La比較性小，才電樞止電阻Ra及負(fù)護(hù)載慣挖量J比較展大的凝情況艱屬于南這種易情況償。當(dāng)4TE﹥TM時(shí)，巴電機(jī)虜?shù)膭迂i態(tài)過餡程會鉗產(chǎn)生譯振蕩碑，電見樞電衡阻Ra及轉(zhuǎn)頑動慣滲量J均比評較小莊，而期電樞析電感La很大愿時(shí)屬柿于這豎種情勞況。ωω0ω（昂t）ωω0ω（完t）tt5/爭18非/2畫02貪32.薪3大慣吸量直剝流伺溪服電掙機(jī)——永磁圖直流苗伺服遍電機(jī)2.盞3.醫(yī)1結(jié)構(gòu)始特點(diǎn)大慣爸量直魄流伺院服電啦機(jī)又士叫做茂寬調(diào)壓速直裙流伺萌服電理機(jī)，誤采用仿高性六能永閱磁材糕料（叨比如肆鋁鎳賭鈷、司陶瓷勇鐵氧特體和頁稀土是鈷）會產(chǎn)生摔強(qiáng)磁貫場，件以增如加φ值，在結(jié)戚構(gòu)上爹還增董加轉(zhuǎn)沙子上犬的槽井?dāng)?shù)和隔槽的第截面股積，柄增加妹磁極鞠對數(shù)送，從濾而使Cm增加琴。目誤的是拘增加kT值(K朋T=炮cm穩(wěn).恥Φ)各,因?yàn)镵T增加議使電蒜機(jī)的鳥機(jī)械奪時(shí)間杯常數(shù)溪減小姑，改遞善了谷電機(jī)往響應(yīng)飛的快底速性準(zhǔn)。電機(jī)微的輸曾出的巨轉(zhuǎn)矩歷大，戰(zhàn)特別蝴是低編速的鼻情況厚下，攜另外嫌電機(jī)誘轉(zhuǎn)子柜本身趟的慣酒量大猜，輸給出轉(zhuǎn)集矩大覺，可責(zé)以直陰接驅(qū)緞動負(fù)換載，宿無需基機(jī)械傻減速勿傳動蒜鏈。5/濾18急/2寺02遵32.敏3.妻2調(diào)速薄原理大慣厚量伺堅(jiān)服電透機(jī)采難用晶體災(zāi)管脈系沖寬師度調(diào)速否系統(tǒng)比，簡供稱PW蝦M調(diào)速歡系統(tǒng)團(tuán)。利用駝開關(guān)焰頻率讓較高垮的大損功率贊晶體鳥管作僚為開姐關(guān)元拒件，懷將整斷流后笛的恒夾壓直喇流電泥源，均轉(zhuǎn)換未成幅膀值不賠變，平但是裝脈沖你寬度洞可調(diào)蹦的高暑頻矩洽形波當(dāng)，給稈伺服蒙電機(jī)扁的電跳樞回湯路供槐電，偏通過閱改變艦脈沖像寬度覺的方濕法來想改變超電樞揉回路膏的平探均電俊壓，疫達(dá)到爽電機(jī)漸調(diào)速嫩的目蘇的。5/曠18象/2踢02追3實(shí)現(xiàn)常脈寬少調(diào)速句的電遍路主予要由載兩部突分組缺成，眉脈寬黑調(diào)制坐器和貓晶體夕管脈負(fù)寬放饑大器2.件3.寶2.觸1脈寬庸調(diào)制吼器直流頑輸入窮電壓窗信號UR(速度望指令組電壓封）加串在高頻宇載波兄信號D（t）上，唉載波蹲信號卵是鋸齒波疫，兩育個信危號相加后槽得到版的信去號e(遙t)經(jīng)過踩晶體噸管開辱關(guān)電路的鹽的變錄換得泄到平仙均電清壓和輸寶入電艇壓成芽正比游例的矩形掩方波草信號幸?！芔R+V-Ve(砌t)URD(切t)e′和(t踢)+E-E5/衡18闖/2傳02承32.戚3.槍2.建2晶體禮管脈牛寬放辱大器D1專,D鮮2,冤D3似,殲D4是過感壓保側(cè)護(hù)二胖極管丙，電息機(jī)正阻轉(zhuǎn)時(shí)盟，方列向信蜜號加寺在T4的基撐級上模，經(jīng)族過脈塊寬調(diào)陳制的廁信號純加在T1的基掙級上衡，實(shí)漁現(xiàn)電衣機(jī)的唇正轉(zhuǎn)計(jì)調(diào)壓偶控制逃。電贏機(jī)反盼轉(zhuǎn)時(shí)危，方轎向信歇號加危在T2的基鋼級上衛(wèi)，經(jīng)鑼過脈站寬調(diào)鏈制的利信號鄙加在T3的基的級上壯，實(shí)柳現(xiàn)電近機(jī)的表反轉(zhuǎn)飄調(diào)壓變控制串。DD1D2D3D4T1T2T3T4～2榮20蹤蝶V5/丘18匹/2批02顧3(1覆)永磁夠直流眾伺服剩電機(jī)獨(dú)的性罩能特抽點(diǎn)1)低轉(zhuǎn)撿速大兼慣量2)轉(zhuǎn)矩爽大3)起動鼓力矩當(dāng)大4)調(diào)速變泛圍大，控低速往運(yùn)行寧平穩(wěn)嫌，力方矩波櫻動小(2蔽)永磁鏡直流漸伺服倘電機(jī)訴性能尺用特軍性曲縫線和筋數(shù)據(jù)備表描災(zāi)述1)轉(zhuǎn)矩-速度筐特性賤曲線（工作摧曲線橋）2)負(fù)載-工作南周期蠻曲線過載擦倍數(shù)Tmd，負(fù)載帥工作鑒周期醫(yī)比d。3)數(shù)據(jù)佳表：N、T、時(shí)間僵常數(shù)混、轉(zhuǎn)借動慣貓量等純等。3．永猶磁直走流伺母服電更機(jī)的括工作護(hù)特性5/苦18添/2融02獸3第五娘節(jié)交流海伺服頂與主機(jī)軸準(zhǔn)月停系金統(tǒng)交流談伺服踐電機(jī)衛(wèi)有了標(biāo)飛速匪發(fā)展?jié)h，它陡不但侵克服超了直權(quán)流伺短服電調(diào)機(jī)結(jié)肅構(gòu)上侮存在海機(jī)械找整流轟子、稅電刷誘維護(hù)冰困難沈、造考價(jià)高伏、壽奏命短咐、應(yīng)狼用環(huán)買境受屠限制簽等的雞特點(diǎn)害，而亮且，則存在爐交流拾伺服繼電機(jī)榜堅(jiān)固紐奉耐用補(bǔ)、經(jīng)繳濟(jì)可董靠及斃動態(tài)堤響應(yīng)悄性好崇等等傭特點(diǎn)慶。近遇年來參，交怒流伺祥服系流統(tǒng)發(fā)繳展迅為速，春并有既逐步資取代真直流句伺服竭系統(tǒng)濫的趨輝勢。交流陳伺服昌電機(jī)社一般賓有異暖步型本交流上伺服碎電機(jī)加和同政步型芹交流梳伺服韻電機(jī)貴。當(dāng)投用變遣頻電根源供音電時(shí)梢，對骨于電欲機(jī)可害方便抵地獲奴得與檔頻率跡成正陸比的箏可變邀轉(zhuǎn)速演，可呀得到牙非常喬硬的湖機(jī)械賀特性站和很汗寬的濕調(diào)速唇范圍攻。在箏數(shù)控桌的伺益服系辨統(tǒng)中循多采面用永化磁同哈步型緊伺服棄電機(jī)醬。對于菌具有觸準(zhǔn)停墨功能置的主撕軸，慰實(shí)際那上與亞進(jìn)給寒軸的闖功能嫩幾乎稍一樣川，有潛時(shí)就菜用一壤個多梯余的互進(jìn)給幣軸來居替代恒主軸柔伺服朗系統(tǒng)收。5/另18志/2按02眼3直流均伺服茂電機(jī)眼的缺團(tuán)點(diǎn)：◆它的撕電刷釀和換鏡向器磚易磨擴(kuò)損；◆電機(jī)信最高嘩轉(zhuǎn)速末的限絲式制，哈應(yīng)用顯環(huán)境亦的限蜂制；◆結(jié)構(gòu)鐵復(fù)雜敬，制誘造困伴難，稿成本剖高。交流港伺服能電機(jī)藥的優(yōu)蜂點(diǎn)：◆動態(tài)話響應(yīng)僅好；◆輸出城功率牽大、氏電壓贈和轉(zhuǎn)曉速提獅高交流昏伺服勤電機(jī)拒形式接：◆同步病型交傭流伺錦服電域機(jī)和◆異步浪型交帽流感其應(yīng)伺鋒服電淹機(jī)。交流匙伺服揭電機(jī)5/憶18腫/2愁02罰3第五塵節(jié)交流畢伺服文與主劉軸準(zhǔn)帽停系蹈統(tǒng)一、捎永磁漲交流父伺服你電機(jī)騎的結(jié)竭構(gòu)原惱理永磁例交流敬伺服描電機(jī)錢的結(jié)吃構(gòu)剖蜜面圖票如圖7-殃17所示閱。它鬧主要匪由三庫部分亂組成棵：定壟子、妖轉(zhuǎn)子燭和檢測濤元件朗。定靠子具起有齒姥槽，期內(nèi)有切三相荷繞組尿，形諸狀與咽普通君交流即電機(jī)捕的定農(nóng)子相蔥同，耳但其喝外形驗(yàn)多呈季多邊友形，剝且無蛙外殼減，利丈于散雪熱。散轉(zhuǎn)子位由多滅塊永忌久磁歪鐵2和沖久片（豈見圖7-類18）組葬成。精這種慚結(jié)構(gòu)扒的優(yōu)烘點(diǎn)是漂氣隙剃磁密粥較高愿，極換數(shù)較拉多。它的屆工作鈔原理辜類似縮慧于電犁磁式裝同步詳電機(jī)位的工丙作原候理，塞只是描將轉(zhuǎn)帝子中播的磁茂繞組曾產(chǎn)生適換成鍛永久功的磁霧鐵。定子殿三相頃繞組紛接上苗交流廚電源帖后就宵會產(chǎn)調(diào)生一墨個旋療轉(zhuǎn)磁悼場，耕該旋蕩轉(zhuǎn)磁濃場的斃轉(zhuǎn)速兇為ns在磁咽場力俊的作隔用下攀，磁濫場帶贊著轉(zhuǎn)替子一監(jiān)起旋驚轉(zhuǎn)，溝使轉(zhuǎn)駐子也逃以同剪步轉(zhuǎn)胃速ns旋轉(zhuǎn)率。5/禿18悔/2眼02依3VSVS定子轉(zhuǎn)子脈沖編碼器定子三相繞組接線盒圖3﹒7永磁旅交流側(cè)同步宰伺服全電機(jī)房誠結(jié)構(gòu)5/腰18翁/2劃02鐘31-定子2-永久磁鐵3-軸向通風(fēng)孔4-轉(zhuǎn)軸圖7-17永磁交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)剖面圖5/磚18乘/2離02運(yùn)31-鐵心2-永久磁鐵3-非磁性套筒圖7-18永磁轉(zhuǎn)子示意圖5/搜18恒/2床02菌3當(dāng)轉(zhuǎn)伍子加冊上負(fù)灣載后爭，將罰造成戚定子跌磁場腥軸線葬與轉(zhuǎn)向子磁凈極軸胸線不罪重合菠，其匙夾角律為θ，負(fù)載胡越大蠢，θ也越寇大，鼠但只落要不奏超過妥一定鹽的限懷度，旦轉(zhuǎn)子位始終幻玉跟著浮定子釣的旋座轉(zhuǎn)磁牢場以兇恒定而的同荷步轉(zhuǎn)廚速ns旋轉(zhuǎn)慨。轉(zhuǎn)透子轉(zhuǎn)絨速為n=稼ns重=6筆0f誕/p張(r占/m譜in民)，式中f——電源鉤頻率毫，p——磁極娃對數(shù)全。永磁詳交流度伺服兵電機(jī)駱的機(jī)什械特圾性比菜直流兆伺服神電機(jī)攜的機(jī)從械特引性要而硬，仔在正刷常工炕作區(qū)才，轉(zhuǎn)鋼速——轉(zhuǎn)矩唱曲線胳更接剃近水菜平線普。斷冤續(xù)工增作區(qū)環(huán)的范腎圍擴(kuò)陷大，愈高速胸性能父優(yōu)越淚，有遷利于景提高土電機(jī)炊的加白、減賓能力光。二、脊交流查伺服繳電機(jī)道的速敲度控扣制單敢元由于句同步燙伺服碼電機(jī)沙的轉(zhuǎn)錫速為n=偵60倉f/唱p，不存很在轉(zhuǎn)到差率喂問題思，因份此，奔不能防用調(diào)腐節(jié)轉(zhuǎn)心差率S的方果法來瞞調(diào)速逮，也汪由于睛要求樣無級錦調(diào)速蓄，只逃能用敲變頻遮（f）的方降法調(diào)吃速。永磁筑交流諸伺服明系統(tǒng)墾有兩騰種類按型，驗(yàn)一是盤矩形浪波電著流驅(qū)茫動的百永磁鑰永流抵伺服攔系統(tǒng)很，二嬌是正容弦波異電流喇驅(qū)動休的永彼磁永隊(duì)流伺波服系勿統(tǒng)。猴第一悲種也勸稱為對無刷那直流丸伺服醉電動新機(jī)，授第二季種也嫩稱無龍刷交舞流伺啟服電頁動機(jī)刷。從淚發(fā)展提趨勢淚看，怨正弦劃波驅(qū)鑄動將悲成為愈主導(dǎo)怕地位置。永磁醋交流公伺服翅電機(jī)今變頻涂調(diào)速揮控制福單元?dú)q中的壯主要剃部件鬧是變燭頻器刃。變爪頻器陳分為觀交—直—交型皮和交—交型罰變頻郵器，況前者縫廣泛悔應(yīng)用聲在數(shù)購控機(jī)囑床和屠伺服找系統(tǒng)孔中。團(tuán)所謂嘗交—直—交型胖變頻騎器中布的交—直是賭將交姑流變疲為直腎流電卡，直—交是并將直紫流變多為調(diào)繳頻、絡(luò)調(diào)壓翻的交較流電均，通欠常采棗用脈唇寬調(diào)險(xiǎn)制原回理。關(guān)于夕脈沖財(cái)調(diào)制潤的原雄理是由這樣另的：并假如級我們員要在濕電機(jī)滋和某毒相繞梁組內(nèi)棗獲得箭一個路正弦賢電流嫁，以A相為下例，取ｉA（ｉA=站si掛nωt）則我羊們可樂以用康以下慨的等彼效措檔施來孩獲得夜。電海路及覺波形悠如圖7-趁19所示擦。5/跟18蜂/2屠02蜜3圖7-19脈寬調(diào)制的電路結(jié)構(gòu)及波形圖5/愈18塑/2慶02驗(yàn)3設(shè)Tp為脈測沖周盤期，辛用脈貪寬調(diào)良制的屋等效停電流iP表達(dá)肅式為拌：ia=1位/T驕p∫Ec鞭/R垂L·dt佳=Ec/R頃L·K，······（7.殃5.瓣1）K——占空秤比欲使修繞阻居內(nèi)的摟電流決為正部弦波袍則ia=1妖/T昏p∫Ec淡/R俘L·si他nωt······（7.晨5.剖2）由（7.急5.攪1）及冰（7.槽5.浸2）得孩：K=滿si愁nωtK是ωt的函亦數(shù)，刻在不故同的宰相位睬處K的值塵是不扯同的凱，計(jì)英算和替實(shí)現(xiàn)客脈寬芹調(diào)制帳時(shí)通餅常把溜一個潑周期眨上分參成固會定的競?cè)舾晒欧?，葬每一泡份都撲有對謎應(yīng)的遼占控風(fēng)比，趨發(fā)相鹿應(yīng)的決脈寬校信號吩，該器信號東用來穿控制H型電日路的浪相應(yīng)M0平3管。貍一般徒把ωt在2的周址期上聾分成10伐00分就婆足夠眠能使iP的波糊形接舍近所腿期望透的正舒弦波訓(xùn)了。雅我們摩只需匹在計(jì)側(cè)算機(jī)井內(nèi)制踩一個10掛00個點(diǎn)紫的占齊空比路數(shù)據(jù)椅表，迷這10病00個點(diǎn)棄均對駐應(yīng)與ωt為2π角度煎以內(nèi)擠。此捕表是懂由精賢確計(jì)雕算si慎nωt得到射。當(dāng)ωt的間阿隔為0.扣36°用計(jì)帳算機(jī)御的定錢時(shí)器材中斷孩。在波中斷畫服務(wù)濕子程雪序取10本00個點(diǎn)挖中心叫的對銀應(yīng)點(diǎn)欲的占弊空比丈值。檢是取綱滿10嬸00個點(diǎn)閥，說沸明iP完成勤了一你個周監(jiān)期，恐若要朱改變謀速度脖時(shí)只紋需改培變一豎個值擾即定潑時(shí)器階時(shí)間干常數(shù)伐即可棕改變林了檢金表取煌表的鍬速度藍(lán)，改曠變iP的頻考率的購目的保完成謎變速案的要詞求。5/倒18出/2少02良3（1）永坐磁交浴流同棚步伺父服電江機(jī)的呼發(fā)展①宵新永臥磁材男料的移應(yīng)用鄭釹虧鐵硼②奴永久訊磁鐵參的結(jié)揪構(gòu)改妥革雙內(nèi)貿(mào)裝永苦磁交說流同貞步伺砍服電識機(jī)③斬與機(jī)既床部村件一堡體化嫩的電存機(jī)滴空心斗軸永麥磁交橋流同會步伺坡服電驗(yàn)機(jī)（2）交齊流主螞軸伺詢服電祝機(jī)的途發(fā)展①匪輸出掉轉(zhuǎn)換肚型交泛流主蝦軸電摸機(jī)三角-星形叼切換緣瑞，繞燈組數(shù)仆切換來或二疊者組諷合切慢換。②伸液體節(jié)冷卻答電機(jī)③譜內(nèi)裝掛式主釣軸電退機(jī)三、特交流聰伺服辨電機(jī)愧的發(fā)迫展5/聰18頓/2項(xiàng)02枝3第六鳥節(jié)伺服秤系統(tǒng)慨的位滿置控中制位置跨控制閘分為朽開環(huán)蜓、閉產(chǎn)環(huán)和世半閉伸環(huán)控蔽制。響開環(huán)石控制始實(shí)際述上就角是步念進(jìn)電顆機(jī)系緩統(tǒng)。寇半閉脆環(huán)一蹦般只豈能保湯證伺正服電揮機(jī)的喚角位虎移，挖無法柿從根直本上匠消除欠傳動籮間隙乖。全付閉環(huán)勇可以辭消除魔傳動滾間隙括。從隨電氣蹈角度勒看，訂全閉孤環(huán)與狼半閉雄環(huán)是穴一樣覺的。屈在控黑制方施式上絞位置戶控制雖主要宵由以宋下三剩種：一、振數(shù)字擔(dān)比較屬伺服翁系統(tǒng)數(shù)字課比較硬伺服收系統(tǒng)喉的閉嶺環(huán)控它制的分結(jié)構(gòu)走框圖結(jié)如圖7-淘20所示致。整雨個系閣統(tǒng)由薯三部滔分組炮成：燒采用腔光電枝編碼慣器產(chǎn)蚊生位孕置反聞饋脈忠沖信眼號Pf；實(shí)現(xiàn)夢指令禮脈沖F與反禁饋脈險(xiǎn)沖Pf的脈解沖比漲較，既以取得位皇置偏跟差信需號e；以位段置偏會差e作為漠速度妻給定市的伺漢服電典機(jī)速旬度調(diào)銳節(jié)系柄統(tǒng)。閉環(huán)呆與半護(hù)閉環(huán)吸在結(jié)職構(gòu)上紛的不番同點(diǎn)虛是：誘半閉抖環(huán)的輸檢測純元件禮一般悶安裝爭在絲防杠軸凈上，什而閉蝦環(huán)的思檢測襯元件般則安找裝在雄工作跟臺上卵。閉環(huán)土數(shù)字捷比較購伺服鵝系統(tǒng)乓的工允作原串理簡鹿述如條下：（1）開療始時(shí)它，指謊令脈烈沖F=村0，且工奇作臺需原來羞處于饞靜止挺狀態(tài)宣，則挎反饋時(shí)脈沖Pf為零校，經(jīng)死比較麥環(huán)節(jié)廚則e=浙F-含Pf尸=0，那么寒伺服蜓電機(jī)覆的速飄度給醒定為瞞零，阿伺服內(nèi)電機(jī)柿不動爛，工識作臺萌仍處繭于靜強(qiáng)止?fàn)钛銘B(tài)。（2）令考脈沖傘為正材向指液令脈味沖時(shí)庸，即F>光0，工作以臺在理沒有湯移動繁之前箱，反迫饋脈銀沖Pf仍為妖零，凡經(jīng)比廊較環(huán)惠節(jié)比綠較，e=侮F-呈Pf木>0，那么鋪，調(diào)極速系陽統(tǒng)驅(qū)皺動工鑄作臺氏正向幟進(jìn)給琴。隨停著電判機(jī)的殿運(yùn)轉(zhuǎn)賭，檢礦測元儲件的榜反饋竹脈沖蒼信號殘通過沈采樣差進(jìn)入介比較焰環(huán)節(jié)尤。該裝脈沖予比較嗓環(huán)節(jié)脈對F和Pf進(jìn)行羞比較椒，按桂負(fù)反取饋原更理，態(tài)只有輩當(dāng)F和Pf的脈搏沖個文數(shù)相狐等時(shí)歇，偏灰差e=畫F-洗Pf稱=0，工作濁臺才耍重新怠穩(wěn)定改在指度令所嶺規(guī)定犁的位帶置上齒。5/櫻18肯/2恰02寧3伺服放大器伺服電機(jī)D/A工作臺指氣脈沖圖7-20

閉環(huán)數(shù)字比較系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Pf反饋脈沖脈沖處理位置信息位置檢測器比較環(huán)節(jié)5/萍18衫/2進(jìn)02擺3（3）當(dāng)除指令露脈沖F為負(fù)售向指造令時(shí)紛，即F<趴0，其控釣制過妹程與F為正邁向指衰令脈呆沖的顏控制針過程慘類似須，只闖是此方時(shí)e<艙0，工作燦臺向創(chuàng)反方敵向進(jìn)脾給。貍最后較，工并作臺側(cè)準(zhǔn)確邁地停壤在指誕令所銹規(guī)定淡的反院向的櫻某個北穩(wěn)定洲位置衰上。（4）比市較環(huán)孩節(jié)輸通出的多位置戰(zhàn)偏差熟信號e是一贏個數(shù)勢字量搞，經(jīng)D/固A轉(zhuǎn)換罷后，絡(luò)才能住變?yōu)殛J模擬單給定刷電壓筋，使紀(jì)模擬司調(diào)速準(zhǔn)系統(tǒng)盈工作寺。數(shù)字銷比較愿伺服貫系統(tǒng)逃的優(yōu)立點(diǎn)是嶄結(jié)構(gòu)徑比較擠簡單命，易柴于實(shí)建現(xiàn)數(shù)錘字化穴控制添。在?？刂篇勑阅芩蠑?shù)懷字比較椅伺服球系統(tǒng)今要優(yōu)桃于模決擬方晌式，綿混合吵方式芝的伺底服系起統(tǒng)。二、粗相位言比較綿伺服堵系統(tǒng)相位歲比較貝伺服恩系統(tǒng)嫁是數(shù)棕控機(jī)漠床常革用的絹一種燥位置漂控制對系統(tǒng)妥。它慎的結(jié)過構(gòu)形擺式與帽所用崇的位低置檢喘測元調(diào)件有佛關(guān)，企常用絮的檢潑測元妥件是礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)允變壓夕器和助感應(yīng)抹同步誤器，孝并要草工作存在相難位工南作狀號態(tài)。圖7-絮20，閉符環(huán)相秀位比傾較伺誦服系坊統(tǒng)結(jié)感構(gòu)框碼圖。匹它們奴在結(jié)甘構(gòu)上望基本司相同商唯一再區(qū)別嶄是檢它測元床件及煌在機(jī)認(rèn)床上做的安你裝位漫置不戴同。檢它們董的主瘦要部凡分有嗽：基敢準(zhǔn)信而號發(fā)港生器共，脈惡沖調(diào)厲相器遇，檢拔測元估件，詠鑒相右器，做伺服夸放大退器，腫伺服乳電機(jī)步等。脈沖航調(diào)相默器又壘稱數(shù)歐字相剪位變獸換器石，它血的作旦用是漏將來是自數(shù)報(bào)控裝誼置的牽進(jìn)給科脈沖挽信號聞轉(zhuǎn)換餓為相討位變滑化信飾號，慎該相嘗位變董化信紡號，非可用怨正弦坡信號仆或方畏波信雷號表玻示。吊若沒蕩有進(jìn)糞給脈尿沖輸網(wǎng)出，繁則脈反沖調(diào)承相器丙的輸繼出與臟基準(zhǔn)糾信號宜發(fā)生最器發(fā)佩出的雹基準(zhǔn)處信號壇同相刺位，叮沒有朵相位捎差。逮若輸停出一敘個正葡向或日反向飼進(jìn)給杠脈沖漁