数控机床电气控制(第二版 教学课件 ppt 作者 杨兴 主编 白树森 副主编第2章.ppt

第2章数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 第2章 数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 第2章数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 第2章数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 （1）接近开关 接近开关有电感型、电容型、霍尔效应型等类型。 电感式接近开关由三大部分组成:振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属物体接近这一磁场并达到感应距离时，在金属物体内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。 振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开磁信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式这检测目的。 物体离传感器越近，线圈内的阻尼就越大，阻尼越大，传感器振荡器的电流越小。电感式接近开关按线数分有2线、3线、4线等；按输出状态分有直流型和交流型；直流型又有PNP和NPN型；按开关量分有常开型、常闭型等。 电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度。 注意！不同的接近开关接线和工作电压、电流性质各不相同，具体使用时参见相关说明书。 图2-13为某电感式接近开关外形结构和图形文字符号及应用电路示例。 2.2执行电器 第2章数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 图2-22 某型气动阀外形图 2.3检测装置与技术 思考题与习题 第2章数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 由于三相定子磁极上的小齿在空间依次错开了1／3齿距，当A相磁极上的齿与转子上的齿对齐时，B相磁极上的齿刚好超前(或滞后)转子齿1／3齿距角即30，C相磁极上的齿超前(或滞后)转子齿2／3齿距角，即60。当采用直流电源给三相反应式步进电机的A、B、C三相定子绕组轮流供电时，感应力矩将吸引步进电机的转子齿与A、B、C三相定子磁极上的齿分别对齐，转子将被拖动，按定子上A、B、C磁极位置顺序的方向一步一步移动，每步移动的角度为30，称为步距角。 步进电机绕组的每一次通断电称为一拍，每拍中只有一相绕组通电，即按A－B－C—A的顺序连续向三相绕组通电，称为三相单三拍通电方式。如果每拍中都有两相绕组通电，即按AB－BC－CA－AB的顺序连续通电，则称为三相双三拍通电方式。 如果通电循环的各拍交替出现单、双相通电状态，即按A—AB－B－BC—C－CA－A，则称为三相六拍通电方式，又称三相单双拍通电方式。 第2章数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 如果改变步进电机绕组通电的频率，可改变步进电机的转速；在某种通电方式中如果改变步进电机绕组通电的顺序，如在三相单三拍通电方式中，将通电顺序改变为A―C―B—A，则步进电机将向相反方向运动。 步进电机的步距角α可按下式计算 式中，k——通电方式系数，采用单相或双相通电方式时，A＝1；采用单双相轮流通电方式时，k＝2； m——步进电机的相数； z——步进电机转子齿数。 第2章数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 2.2.4交流伺服电动机 交流伺服电动机分为交流同步型伺服电机和交流异步型伺服电机两大类。交流同步型伺服电机由变频电源供电时，可方便地获得与频率成正比的转速，可得到很硬的机械特性和较宽的调速范围。同步型交流伺服电机按结构可分为永磁式、反应式、磁阻式等多种类型。 数控机床进给伺服系统多采用永磁式交流同步型伺服电机，它结构简单、运行可靠、效率高。永磁同步交流伺服电机，气隙磁场由稀土永磁体产生，转矩控制由调节电枢的电流实现，转矩的控制较感应电机简单，并且能达到较高的控制精度；转子无铜、铁损耗，效率高、功率因数高，也具有无刷免维护的特点，体积和惯量小，快速性好；在控制上需要轴位置传感器，以便识别气隙磁场的位置；价格较感应电机贵。 第2章数控机床常用低压电器、执行电器及检测装置 反应式交流同步伺服电机，其转子用磁极材料和非磁极材料拼镶而成：其直轴方向的磁阻小而交轴方向的磁阻大。当反应式同步电动机定子绕组接交流电源，由于直轴和交轴的磁阻不同：从而形成磁阻转矩（也叫反应转矩)，拖动负载同步运行。 磁滞式交流同步伺服电机，其转子由硬磁材特性材料制作，在旋转过程中被磁化，到达同步转速时，转子被磁化为永久磁钢。异步运转时可产生异步转矩，因此磁滞式电动机无需起动绕组。转子磁滞材料层用硬磁材料制成，硬磁材料的磁滞观象十分突出，具有较宽的磁滞回线，其剩磁和矫顽力都很大。 第2章