控机床进给运动的控制.ppt

2）鉴幅型 在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值不同的交变电压：  Us= Um sinθ1sinωt  Uc = Um cosθ1sinωt  θ1= π x2 ／τ（ x2是指令位移值）  则定尺绕组上总输出的感应电动势为 e = Us+ Uc=KUscosθ1－KUcsinθ1  =KUm sin（θ1－θ）sinωt结论：只要能测出Us与Uc相位差θ1 ，就可求得滑尺与定尺 相对位移量 x 。 四、直线感应同步器 * 几点说明： 感应同步器的测量周期为其绕组的节距2τ（2mm） 感应同步器的测量精度取决于测量电路对输出感应电压的细分精度。 现在商品化的感应同步器的输出大多是脉冲量，使其能方便 地采用现代的数字处理技术 用途： 长感应同步器目前被广泛地应用于大位移静态与动态测量中，例如用于三坐标测量机、程控数控机床及高精度重型机床及加工中测量装置等。圆感应同步器则被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。 四、直线感应同步器 * 感应同步器的优点是： ①具有较高的精度与分辨力。其测量精度首先取决于印制电路绕组的加工精度，温度变化对其测量精度影响不大。感应同步器是由许多节距同时参加工作，多节距的误差平均效应减小了局部误差的影响。 ②抗干扰能力强。感应同步器在一个节距内是一个绝对测量装置，在任何时间内都可以给出仅与位置相对应的单值电压信号，因而瞬时作用的偶然干扰信号在其消失后不再有影响。平面绕组的阻抗很小，受外界干扰电场的影响很小。 四、直线感应同步器 * 感应同步器的优点（续） ③使用寿命长，维护简单。定尺和滑尺，定子和转子互不接触，没有摩擦、磨损，所以使用寿命很长。它不怕油污、灰尘和冲击振动的影响，不需要经常清扫。但需装设防护罩，防止铁屑进入其气隙。 ④可以作长距离位移测量。可以根据测量长度的需要，将若干根定尺拼接。拼接后总长度的精度可保持（或稍低于）单个定尺的精度。目前几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量，大多采用感应同步器来实现。⑤工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。 四、直线感应同步器 * 第四节 直流、交流伺服驱动装置 一、直流伺服驱动装置 1、直流电动机的工作原理 * n0 M M n ? n 一、直流伺服驱动装置 2、直流电动机的机械特性 Ua一定时，当 M?时n? ，但由于有转速反馈回路， 转速 n 的变化不大。 * 一、直流伺服驱动装置 3、调速方法： ☆改变电枢回路电阻、改变电枢电压、改变磁通 　　数控机床进给驱动常用改变电枢电压的方法，以得到宽调速范围的恒转矩特性。 ☆控制方式： 1）在一定负载转矩下，当磁通不变时，改变电枢电压的大小和方向可以控制电动机的转速和转向。 2）如果升高电枢电压，电动机的转速就升高；反之，降低电枢电压，转速就下降。 3）当电枢电压为零，电动机立即停转。 4）改变电枢电压极性，可使电动机反转。 * 一、直流伺服驱动装置 4、永磁直流伺服电动机 永磁直流电动机定子大多为新型稀土永磁材料，按电枢惯量分：小惯量和大惯量电动机两大类。 瓦状永磁材料（定子） 电枢 (转子) 永磁直流伺服电机的结构 极靴 机壳 * 4、永磁直流伺服电动机 优点： 1）可承受的峰值电流与过载能力高。 2）具有大的力矩与惯量比，快速性好。 3）低速时输出的力矩大。 4）调速范围大。 5）转子热容量大。 一、直流伺服驱动装置 * 一、直流伺服驱动装置 4、永磁直流伺服电动机——特性曲线 转矩——速度特性曲线 负载周期曲线 * 一、直流伺服驱动装置 4、永磁直流伺服电动机——电机主要参数 连续额定电流Ie 连续额定转矩Ts 允许最大电流Im 反电动势常数Kv 转矩常数Kt 最大理论加速度amax 电气时间常数ta 静摩擦转矩 * 5、直流伺服驱动装置 直流伺服驱动装置有晶闸管（即可控硅SCR）调速系统和晶体管脉宽调制（PWM） 晶闸管（即可控硅SCR）调速系统调速原理： 通过对晶闸管触发角的控制来控制电机电枢电压，以达到调速的目的。 晶体管脉宽调制（PWM）调速原理： 通过脉宽调制器将直流电压转换成方波电压，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，以达到调速的目的。 一、直流伺服驱动装置 * 一、直流伺服驱动装置 5、直流伺服驱动装置——晶闸管（即可控硅SCR）调速系统 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 + - Er US 包括 控制回路：