第6篇数控伺服系统.ppt

6.4.2 数字脉冲比较位置控制伺服系统 比较 环节 伺服 放大器 D/A 工作台 位置 检测器 伺服 电机 脉冲 处理 指令脉冲 F 反馈脉冲 位置信息 6.4.3 全数字控制伺服系统 * * 6.3 速度控制 概述： 速度控制系统由速度控制单元、伺服电机和速度检测装置 组成。分为主运动和进给运动。 进给运动：是保证轨迹、尺寸和形位精度的。不但有速度控制， 还有位置控制。在整个速度范围内，保持恒转矩。与 主运动相比功率较小。 主运动： 主要无级调速，但还要有下面的控制功能： ⑴ 主轴于进给驱动的同步控制； ⑵ 准停控制； ⑶ 分度控制； ⑷ 恒线速度控制。 速度控制：主要是调速，调速有机械、液压和电气方法，电气调 速最有利于实现自动化。 6.3.1 直流进给运动的速度控制 1.、直流伺服电机的调速原理 根据机械特性公式可知调速有二种方法:电枢电压Ua和气隙磁通Φ ⑴改变电枢外加电压Ua :由于绕组绝缘耐压的限制，调压只能在额定 转速以下进行。属于恒转矩调速。 ⑵改变气隙磁通量Φ：改激磁电流即可改Φ，在Ua恒定情况下，磁场接 近饱和，故只能弱磁调速，在额定转速以上进行。属于恒功率调速。 2.直流速度控制单元调速控方式 ◆晶闸管（可控硅）调速系统 ◆晶体管脉宽调制（PWM）调速系统 （6.18） （6.19） 晶闸管调速系统1）系统的组成 包括 控制回路：速度环、电流环、触发脉冲发生器等。 主回路： 可控硅整流放大器等。 速度环：速度调节（PI），作用：好的静态、动态特性。 电流环：电流调节(P或PI)。作用：加快响应、启动、低频稳定等。 触发脉冲发生器：产生移相脉冲，使可控硅触发角前移或后移。 可控硅整流放大器：整流、放大、驱动，使电机转动。 速度 调节器 电流 调节器 触发脉冲 发生器 可控硅 整流器 电流反馈 速度反馈 电流检测 编码器 电机 UR + - Uf If IR + - E1 ES 2）主回路工作原理 组成：由大功率晶闸 管构成的三相全控桥式（三相全波）反并接可逆电路， 分成二大部分（ Ⅰ和 Ⅱ ），每部分内按三相桥式连接，二组反并接， 分别实现正转 和反转。 原理 ： 三相整流器，由二个半波整流电路组成。每部分内又分成共阴极组 （1、3、5）和共阳极组（2、4、6）。为构成回路，这二组中必须各有一 个可控硅同时导通。 1、3、5在正半周导通， 2、4、6在负半周导通。每 组内（即二相间）触发脉冲相位相差120o，每相内二个触发脉冲相差180o。 按管号排列，触发脉冲的顺序：1-2-3-4-5-6，相邻之间相位差60o。 为保证合闸后两个串联可控硅能同时导通，或已截止的相再次导通， 采用双脉冲控制。既每个触发脉冲在导通60o后，在补发一个辅助脉冲；也 可以采用宽脉冲控制，宽度大于60o，小于120o。 4 6 2 7 9 11 1 3 5 8 12 10 A B C M Ⅰ Ⅱ UM UD KM KM + - e) u a c b c a b a) b) c) d) 1 3 5 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ωt u b 2 4 6 b c a ωt ωt ωt ωt 1 1 3 3 5 5 1 1 3 3 6 2 2 4 4 6 6 2 2 4 1 3 5 2 4 6 120° 120° 180° 60° 1 3 2 4 60° 60° 5 6 α 只要改变可控 硅触发角（即改变 导通角），就能改 变可控硅的整流输 出电压，从而改变 直流伺服电机的转 速。 触发脉