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1.恒流原理 通过A放大器之后为V REF 。比较放大器和功放组成一个闭环调节系统。当绕组中电流因某种原因iL↓下降,则 iL→VC→(VREF →VC )↑→Vb → iL↑ 使绕组电流仍稳定于iL。 2.瞬间响应 如输入的Di↑D k则Di→D/A →A输出为VREFK,则为(过程为) Di→D k→VREF→ VREFK→Vb → iL→ iLk 四相步进电机线型规律细分电流时序图 正弦阶梯波细分电流波形图 正弦细分驱动电路 功率步进电机用作开环进给系统的伺服驱动装置,组成开环进给系统,一般技术性能不能满足使用要求,其性能的提高受到限制。60年代出现了小惯量直流伺服电机,70年代初出现了大惯量宽调速伺服电机;目前,许多数控机床采用大惯量直流伺服电机。 直流电机的用途 直流电机的原理和结构 定子和转子 直流电机电枢绕组结构 直流电机电刷和换向器结构 直流电机电刷结构 直流电机的物理模型 即定子磁势Fr垂直于电枢绕组磁势Ff → 产生电磁转矩T 电磁转矩为:T = Cm φIa 式中: Cm ——转矩常数( Cm=PN/(2πa) p:磁极对数 N:电枢绕组总导体数 a:并联支路 对数 Φ——电机的主磁通 Ia ——电枢电流 电压平衡方程为: E = Ud-Ia Ra (Ud :电枢电压 Ud =Uc =U 控制电压) 式中:E ——电枢感应电动势 E = Ce Φn Ce =PN/(60a) 联立上三式得到 从上式知,电机调速有三种方法: 1)改变电枢电压U(电枢法) 2)改变励磁磁通Φ(弱磁调速) 3)在电枢回路中接电阻Rt 改变端电压调速 保持电动机的?不变且无外接电枢电阻, 仅降低施加于电动机电枢两端电压U达到调速的目的, 称为降压调速。 调压调速的特点: 改变励磁调速 弱磁调速 弱磁调速特点 优点:设备简单,调节方便,能耗小。 缺点: 单方向调节,转速调得过高,励磁过弱, 电枢电流变大, 换向变坏, 出现不稳定。 改变电枢回路电阻调速 保持U=UN且?= ?N不变,电枢回路中串入调速电阻Rt,使同一个负载得到不同转速的方法, 称为电枢串电阻调速。 串电枢电阻调速 6.3.2 直流伺服电机 1. 机械特性 电枢法时,Φ=C,若控制电压U=C,则n=n0-KT 式中:n0 =U/Ce φ 理想空载转速 斜率 分析两种情况,当T=0时,n =n0 =u/(Ce φ ) 当n=0时, n0 =kT =kTd 堵转转矩 所以,机械特性n=f (T) 即,机械特性是一组斜率相同的直线簇。 机械特性的斜率K也可用 k =Δn/ ΔT表示;K↑,则对应于某一转矩△T变化,转速△n↑,说明机械特性软。反之K减小,则机械特性硬。 (因为Ce、Cm中均为常数)所以Ra增大、K增大,反之亦然。 3.大惯量直流伺服电机 大惯量直流伺服电机又称宽调速直流伺服电机,是上世纪60年代末70年代初在小惯量电机和力矩电机的基础上发展起来的,目前广泛应用于数控系统中。 1)结构特点 大惯量直流伺服电机结构如图,激励方式为永磁式。从电磁转矩公式T=Cm ΦIa。转矩常数 Cm=PN/(2πa) ,为了得到大的输出力矩,采用以下措施: 2)工作特性 宽调速电机的工作特性由一些参数及特性曲线所限定。电机的容许转矩T转速n随加工及运行条件而改变 Uk——最高运行电压; Tk——nmax时的转矩; Tr ——连续工作转矩; Up ——峰值电压; Tp ——峰值转矩; ACB——换向限制曲线; CTr ——发热限制曲线; Ⅰ区——连续工作区间; Ⅱ区——电机间歇工作区间; Ⅲ区—
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