数控技术之进给伺服驱动体系pptx

  CNC设备宣布的位移指令信号，由伺服驱动设备作必定的转化和扩大后，经伺服电机和物理运动组织，驱动机床的作业台等履行部件完成作业进给或快速运动.

  驱动器每向步进电机输入一个电脉冲信号，步进电机滚动一个视点，称为步距角，经过齿轮和丝杠带动作业台移动。步进式进给伺服驱动体系归于开环操控体系。

  步进电机转过的视点与电脉冲信号个数成正比，滚动速度与电脉冲信号的频率成正比。

  运用：步进电机的速度不高，在脉冲当量为1μm/脉冲时，最高移动速度为2m/min，大多数都用在速度和精度要求不太高的经济型数字操控机床和旧机床改造。

  1.步进电机分类：常见的分类方法有按相数、按发生力矩的原理、按输出力矩的巨细和结构能够进行分类

  按相数分：有三相、四相、五相、六持平。相数越多，步距角越小，输出转矩越大，但结构也越杂乱。通电方法选用m相m拍、双m拍和m相2m拍等。

  按输出力矩的巨细分：快速步进电机（0.07Nm～4Nm）和功率步进电机（5Nm～50Nm）两类。

  反应式步进电机的定子上有磁极，每个磁极上有激磁绕组，转子无绕组，有周向均布的齿，依托磁极对齿的吸合作业。

  留意：这儿的“相”和三相沟通电中的“相”的概念不同。步进电机通的是电脉冲，主要是指线图的联接和组数的差异。

  双三拍作业特色：一直有一相定子绕组通电，作业比较平稳。避免了单三拍通电方法的缺陷。

  转子齿数许多，齿数越多，步距角越小。定子磁极上的齿的齿距与转子的齿距相同，但各极的齿顺次与转子的齿错开齿距的1／m（m电机相数）。

  每次定子绕组通电状况改动时，转子只转过齿距的1／m（如三相三拍）或1／2m（如三相六拍）到达新的平衡位置。

  若转子40个齿，通电为三相三拍方法。当转子齿与A相定子齿对齐时，转子齿与B相定子齿相差（3°），与C相定子齿相差（6°）。

  α一般很小，如：3°／1.5°，1.5°／0.75°，0.72°／0.36°等

  静态转矩Mj：在电机轴上施加一个负载转矩M，转子会在载荷方向上转过一个视点θ（失调角），转子因而遭到一个电磁转矩Mj的效果与负载平衡。

  矩角特性：步进电机单相通电的静态转矩Mj随失调角θ的改变曲线进给电机及驱动

  当加减速操控器送来正向进给脉冲指令时，环形分配器软件正序顺次取出表格中的数据输出，操控步进电机逆时针方向滚动；

  当加减速操控器送来负向脉冲时，环形分配器反序顺次取出表格中的数据输出，操控步进电机顺时针方向滚动。

  直流伺服电机调速便利，90年代曾经很多运用（沟通在功能本钱方面不占优）。但直流伺服电机的容量小、结构较为杂乱、有电刷、体积大和分量重，因而，其运用遭到限制。跟着沟通伺服驱动性价比进步，沟通伺服驱动电机已逐渐替代了直流伺服电机。

  沟通伺服电机有同步型和异步型两大类。异步型沟通电机指的是沟通感应电机。同步型沟通电机按转子结构不同可分电磁式及非电磁式两大类。非电磁式又分为磁滞式、永磁式和反应式多种。数字操控机床中多用永磁式同步电机。

  长处：比直流电机结构相对比较简单、运转牢靠、体积约小1/2，质量减轻60﹪，转子惯量可减小到1/5、功率高。

  缺陷：转速受负载的改变影响较大，不能经济地完成规模较广的滑润调速，功率较低、功率因数低

  U1 —定子每相相电压；E1 —定子每相绕组感应电动势； N1 —定子每相绕组匝数；

  在变频调速的一起，要求供电电压也随之改变，即满意U1/ f1为定值，以保证磁通量不变。

  因为变频调速时，当U1不变，添加频率f1，则磁通量减小，导致电机输出转矩Tm下降，电机负载才能下降；若减小频率f1，磁通量添加，定子电流上升，导致铁损添加。

  变频器可分为交—交变频器（直接变频器）和交—直—交变频器（直接变频器）两种。 运用最多的是交—直—交变频器。

  使用可控硅整流器直接将工频沟通电（频率50Hz）变成频率较低的脉动沟通电，正组输出正脉冲，反组输出负脉冲，脉动沟通电的基波便是所需的变频电压。

  先将沟通电整流成直流电，然后将直流电压变成矩形脉冲波电压，矩形脉冲波的基波是所需的变频电压。

  脉宽调制（PWM）变频——是经过脉冲信号操控逆变器开关元件的导通和关断时间比（即调理脉冲的宽度）来操控输出电压的巨细和频率，以此来完成调速。

  正弦脉宽调制（SPWM）——是使用有正弦波特性的脉冲信号去操控逆变器开关元件的通、断时间比。此刻，变频器输出近似于正弦波的电流，使得电机电源近似为正弦沟通电。

  正弦脉宽调制（SPWM）波形:与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波。

  等效原理：把正弦波分红n等分，每一区间面积用与其持平的等幅不等宽的矩形面积替代。

  直线电机直接驱动工件台直线运动。取消了从电机到作业台（拖板）之间的机械中心传动环节，即把机床进给传动链的长度缩短为零，故这种传动方法又称为“直接驱动”，也称“零传动”。适用于进给驱动速度高于60m/min以上，加速度1g以上的高速数控机床。

  电机惯量小，体系呼应快、速度高，速度和加速度都可进步10倍以上（700m/min，40G）。

  假如将旋转电机沿过轴线的平面剖开，并将定子、转子圆周展开成平面，便形成了扁平形直线电机。固定不动的部分称为定子，动作部分称为动子。

  直线电机不只在结构上适当所以从旋转电机演化而来的，并且其作业原理也与旋转电机类似。

  原理与旋转型电机相同，只是在端部因为磁场不均匀，推力与电流呈非线性、且有动摇，操控难度添加。