数控原理与系统教学作者王宏颍情境4课件幻灯片.pptVIP

学习情境4：SIEMES驱动系统连接与调试 一、步进电机的驱动 1.单电压驱动 单电源串电阻驱动电路，脉冲分配器输出脉冲到控制信号端后，通过脉冲放大器放大，加到晶体管的基极，使其导通，在稳态时，串联电阻R起限流作用。在换相时，晶体管截止，利用二极管VD的续流作用，防止绕组电感电流不能突变。这种电路适用于小型步进电动机，且性能要求不高的场合。 任务9：SIEMES步进电动机进给系统及连接 2.高低压切换驱动电路 这种电路的特点是高压充电，低压维持。步进电机的绕组每次通电时，首先接通高压，以保证电流以较快的速度上升；然后改由低压供电，维持绕组中的电流为额定值。 任务9：SIEMES步进电动机进给系统及连接 3.恒流斩波型驱动电路 输入信号为低电平时，V截止，电机绕组中无电流通过。输入信号为高电平时，V导通，绕组中电流迅速上升；上升到预定值时，R反馈通过斩波电路使V截止，绕组中电流迅速下降；下降到预定值以下，R反馈通过斩波电路使V导通，绕组电流又上升。反复进行，形成一个在预定值上下波动的电流波形，近似恒流。功耗小，效率高，运行特性好。 任务9：SIEMES步进电动机进给系统及连接 4.分频段（调频）调压驱动电路 由于在低频时，节拍脉冲比较宽，有足够的绕组电流上升时间，只需较小的限流电阻和较低的电源电压，即可达到额定电流；在高频时，节拍脉冲变窄，在限流电阻不变的情况下，需要较高的电源电压，使绕组电流迅速上升，以提高高频时步进电机的负载能力。通常，把输入脉冲的频率分为几个频段，每段工作电压不同，高频段采用较高的电压，低频段采用较低的电压。 任务9：SIEMES步进电动机进给系统及连接 5.细分控制驱动电路 在实际应用中，为了进一步提高进给运动的分辨率，在不改变步进电机结构的前提下，要求对步距角进一步细分。为了达到这一目的，可将绕组电流以阶梯波的方式输入，这时，电流分成多少个阶梯，则转子就以同样的步数转过一个步距角。这样将一个步距角细分成若干步的驱动方法称为细分驱动电路。 任务9：SIEMES步进电动机进给系统及连接 二、脉冲分配器 1.基本工作原理 脉冲分配器用来控制步进电动机的运行通电方式。将数控装置送来的一串指令脉冲，按照运行通电方式所要求的顺序和分配规律，分配到各相驱动电路输入端，用以控制各相绕组中电流的开通和关断。由于步进电机有正反转要求，所以脉冲分配器的输出既是周期性的，又是可逆的，因此又叫环形脉冲分配器。脉冲分配器有硬件和软件两种实现形式。 任务9：SIEMES步进电动机进给系统及连接 2.硬件脉冲分配器 硬件脉冲分配器由逻辑门电路和触发器构成。左图为3相六拍环形脉冲分配器原理图， X=l时，每来一个脉冲则电动机正转一步，分配顺序：A→AB→B→BC→C→CA→A；当X＝0时，每来一个脉冲则电动机反转一步，分配顺序:A→AC→C→CB→B→BA→A。右图为集成芯片实现的硬件环形脉冲分配器 任务9：SIEMES步进电动机进给系统及连接 2.软件脉冲分配 为了提高脉冲分配器的灵活性，也可用软件来实现环形脉冲分配；图示为89C5l单片机与步进电机驱动电路的接口图。Pl口的3个引脚经过光电隔离后，将节拍脉冲信号加到驱动电路的输入端，控制3相绕组的通电顺序。一般采用“查表法”编写脉冲分配程序，即按步进电机通电顺序，求出脉冲输出状态宇时的状态表，并将其存入EPROM中，然后根据步进电机的运转方向，按表地址正向或反向地取出该地址中的状态字进行输出，即可控制电机正向或反向旋转。 任务9：SIEMES步进电动机进给系统及连接 一、交流伺服系统的组成 1.交流伺服系统的基本构成 任务10：SIEMES伺服进给系统及连接 上图中包括： 输入部分：接口、键盘。 输出显示部分：CRT、阴极射线管显示器（在驱动模块上）。 强电部分：驱动电源。 控制部分：位置控制板、SPWM驱动器。 执行部分：交流伺服电机。 反馈部分：位置编码器。 2.连接 任务10：SIEMES伺服进给系统及连接 二、交流伺服控制原理 1.总体控制思想 使用交—直—交变频调速原理。 n=60?/P（1-S）=n0（1-S）r/min） 任务10：SIEMES伺服进给系统及连接 2.控制过程 输入速度 信号 产生控制 信号（交） 信号放大 （交） 信号调制 （直） 信号输出 （直） 功率放大 （交） 任务10：SIEMES伺服进给系统及连接 3.功能电路 信号电路 任务10：SIEMES伺服进给系统及连接 功率放大电路 任务10：SIEMES伺服进给系统及连接 3.类型（依据控制对象分类） 幅值控制 ：改变控制