数控机床控制技术与系统第2版课件作者王侃夫上海市职业技术教育课程改革与教第四章节驱动装置.ppt

第三节　晶体管直流脉宽调制驱动装置 图4-24　脉宽调制波形a) 为正时的波形　b) ＞时的波形　c) 为负时的波形 第三节　晶体管直流脉宽调制驱动装置 图4-25　抗负载扰动波形变化 1.抗负载扰动 第三节　晶体管直流脉宽调制驱动装置 2.抗电网电压扰动三、直流PWM进给驱动 图4-26　FANUC直流PWM进给驱动组成 第三节　晶体管直流脉宽调制驱动装置 四、数字式直流调速系统随着计算机控制技术的发展，直流调速系统也采用了数字式直流调速系统。 第四节　交流伺服驱动装置 一、无刷直流电动机的驱动无刷直流电动机的驱动原理和直流电动机是等效的。 图4-27　永磁无刷直流电动机控制框图 第四节　交流伺服驱动装置 1)当转子位置在0°时，V1、V6导通。2)当转子位置在60°时，V2、V6导通。 图4-28　三相绕组方波驱动电流 第四节　交流伺服驱动装置 3)当转子位置在120°时，V2、V4导通。 4Z29A.TIF 第四节　交流伺服驱动装置 4Z29B.TIF 二、正弦波永磁同步电动机的驱动 第四节　交流伺服驱动装置 图4?30所示为正弦波永磁同步电动机驱动控制原理图。 图4-30　交流永磁同步电动机矢量变频控制原理图 第四节　交流伺服驱动装置 1.SPWM的基本原理 图4-31　SPWM调制 2. SPWM主电路 第四节　交流伺服驱动装置 图4-32　功率放大主电路a)组成　b)简图 第四节　交流伺服驱动装置 图4-33　等效正弦波交流电1—U、V、W逆变输出波形　2—等效正弦波交流电 第四节　交流伺服驱动装置 三、全数字式交流伺服驱动随着计算机控制技术的发展，以单片机、特别是用DSP来处理实时性要求很高的电流、速度和位置闭环的伺服系统信息，就构成了全数字式交流伺服驱动。 图4-34　DSP全数字式交流伺服驱动的组成框图 第四节　交流伺服驱动装置 1.系统硬件(1)DSP芯片　数字信号处理器(DSP)是一种具有特殊结构的微处理器，通过DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。(2)光电编码器1)丝杠实际角位移的测量。2)转子实际位置值测量。3)数字测速。(3)反馈电流的采样　为了要构成电流环，必须对三相电流进行检测，经采样转换成数字信号，形成电流反馈。 第四节　交流伺服驱动装置 图4-35　电流检测a)电阻采样电流检测　b)霍尔传感器电流检测1—铁心　2—霍尔元件 第四节　交流伺服驱动装置 (4)电源及驱动电路　电源包括整流和滤波。2.系统软件(1)位置环运算　位置环运算是系统软件中的一个子程序。1)位置指令和位置反馈的读取。2)位置数字调节。(2)速度环运算　速度环运算是系统软件中的一个子程序。(3)电流环运算　电流环运算也是系统软件中的一个子程序。 第五节　交流主轴驱动装置 一、交流调速的基本概念1.交流调速的途径2.变频调速的控制方式 图4-36　异步电动机变频调速控制特性 第五节　交流主轴驱动装置 图4-37　异步电动机变频调速的机械特征 二、通用变频器 第五节　交流主轴驱动装置 通用变频器的“通用”包含两方面的含义：一是可以和通用的异步电动机配套应用；二是具有多种可供选择的功能，可适应各种不同性质的负载。 图4-38　通用变频器的变频调速a)组成框图　b)调速原理 第五节　交流主轴驱动装置 439S.TIF 第五节　交流主轴驱动装置 4Z39A.TIF 第五节　交流主轴驱动装置 4Z39B.TIF 第五节　交流主轴驱动装置 表4-4　三相交流电动机的矢量变换过程说明 (2)矢量旋转变换(VR)　将三相交流电动机等效为二相交流电动机后，还要将二相交流电动机变换为直流电动机。 第五节　交流主轴驱动装置 3.直角坐标/极坐标变换(K/P) 图4-40　矢量变换变频控制 第五节　交流主轴驱动装置 图4-41　驱动装置主电路 第五节　交流主轴驱动装置 图4-42　矢量变频控制方式 1)通过增加C轴控制选件，使驱动装置本身具有进给功能， 第五节　交流主轴驱动装置 转速为0.01～300r／min时的定位精度可达±0.01°。2)采用主轴定位选件，由驱动装置自身完成准停控制，其准停位置可作为标准参数设定于驱动装置中。3)1PH5系列交流主轴电动机的定子绕组中安装有热敏电阻，用于电动机温度监控，以防电动机过热。4)驱动装置具有完备的故障诊断和报警功能，确保驱动装置的可靠运行。1.数控机床驱动装置的作用是什么?2.驱动装置有哪些类型?3.步进驱动脉冲分配的目的是什么?有哪些实现方式?数控系统输出给步进驱动装置的控制信号有哪些方面? 第五节　交流主轴驱动装置 4.步进驱动装置中有哪些功率放大形式?对步进电动机的运行性能有什么影响?5.在模拟式直流或交