数控机床 作者 雷才洪 陈志雄 主编 韩幸 沈华东 黄松林 李明喜 副主编 第5章 数控机床伺服系统.ppt

第5章 数控机床的伺服系统 图 5.7 步进电动机矩频特性？ 第5章 数控机床的伺服系统 5.3.1 直流伺服电动机的结构与工作原理 1、永磁直流伺服电动机的基本结构 5.3 直流电动机伺服系统 图 5.8 永磁式直流伺服电动机基本结构 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.8 永磁式直流伺服电动机基本结构 第5章 数控机床的伺服系统 2、永磁直流伺服电动机的工作原理 图 5.9 永磁式直流伺服电动机基本原理 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.9 永磁式直流伺服电动机基本原理 第5章 数控机床的伺服系统 5.3.2 直流伺服电动机的调速方法 直流伺服电动机调速方法： 改变电枢回路电阻 改变气隙磁通量 改变电枢电压 第5章 数控机床的伺服系统 1、晶闸管—直流电动机调速系统（SCR—M系统） 利用触发脉冲改变晶闸管的导通角，从而改变整流电路输出的平均支流电压。 第5章 数控机床的伺服系统 开环控制： 通过改变电位器滑动触点的位置控制电动机转速。 图 5.10 晶闸管—直流电动机调速系统开环控制 图 5.11 三相桥式反并联整流电路 图 5.12 三相全桥式整流电路波形 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.10 晶闸管—直流电动机调速系统开环控制 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.11 三相桥式反并联整流电路 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.12 三相全桥式整流电路波形 第5章 数控机床的伺服系统 闭环控制： 增设了转速负反馈环节 图 5.13 晶闸管—直流电动机调速系统闭环控制 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.13 晶闸管—直流电动机调速系统闭环控制 第5章 数控机床的伺服系统 调速系统： 由速度环和电流环构成的双环调速系统； 速度环反映速度偏差大小的的控制信号； 电流环反映主回路电流的电流反馈信号。 第5章 数控机床的伺服系统 2、脉冲宽度调制器直流伺服电动机调速系统 （简称PWM—M系统） 利用脉冲宽度调制器对大功率晶体管开关放大器的开关时间进行控制，将直流电压转换成某一频率的方波电压，加到直流电动机的电枢两端，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢两端的平均电压，从而达到调节电动机转速的目的。 第5章 数控机床的伺服系统 PWM速度控制单元 核心： 脉冲宽度式的开关放大器和脉宽调制器。 第5章 数控机床的伺服系统 1）工作原理与控制电路 组成： 脉宽调制器 图 5.14 脉宽调制器 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.14 脉宽调制器 第5章 数控机床的伺服系统 调制信号的方法： 高频载波法， 高频极限环法。 第5章 数控机床的伺服系统 晶体管脉宽信号放大器 ： 双向晶体管开关电桥的工作电路和续流电路。 图 5.15 晶体管脉宽信号放大器 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.15 晶体管脉宽信号放大器 第5章 数控机床的伺服系统 2）PWM调速系统的特点 开关频率高，2KHz 纹波系数低 频带较宽 开在高峰值电流下工作 第5章 数控机床的伺服系统 分类： 交流感应电动机 交流同步电动机 5.4 交流电动机伺服系统 第5章 数控机床的伺服系统 5.4.1 交流伺服电动机的工作原理 永磁交流伺服电动机相当于同步型交流伺服电动机。 第5章 数控机床的伺服系统 机组组成： 永磁同步电动机 转子位置传感器 速度传感器 图 5.16 永磁交流伺服电动机工作原理 第5章 数控机床的伺服系统 图 5.16 永磁交流伺服电动机工作原理 第5章 数控机床的伺服系统 5.4.2 交流伺服电动机的调速方法  式中：n 为电动机的实际转速；