机电一体化(四)-执行元件及驱动技术-直流伺服.ppt

步进电机 直流伺服电机 交流伺服电机;机电伺服系统中的执行元件;选择伺服电机和步进电机？ ; 在自动控制系统中，伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱动被控对象，当信号电压的大小和极性(或相位)发生变化时，电动机的转速和转向将快速、准确地跟着变化。目前常用的伺服电动机有直流伺服电机、交流伺服电机和步进电机。 ;永磁式直流伺服电机结构;4.3 直流伺服电动机及其驱动技术;4.3.1 直流电机工作原理与机械特性 ;4.3.1 直流电机工作原理与机械特性 ;4.3.1 直流电机工作原理与机械特性 ;4.3.1 直流电机工作原理与机械特性 ;4.3.1 直流电机工作原理与机械特性 ;4.3.2 直流电机控制系统的数学模型 ;4.3.2 直流电机控制系统的数学模型 ;4.3.2 直流电机控制系统的数学模型 ;4.3 直流伺服电动机及其驱动技术;转速与电枢电压间传递关系: ;直流伺服电机的技术指标; 连续工作区：电机可在转矩和转速的任意组合下长期工作。 ???? 断续工作区：电机只能作间断工作，间断周期要根据载荷周期曲线求得。 ???? 加减速区/瞬时工作区：电机只允许瞬时过渡，在2#整流线以外电机不允许使用。;对要求频繁起动/制动的数控机床，为避免电机过热，必须检查在一个周期内电机转矩的均方根值，即有效力矩，并使它小于电机连续额定转矩。;例1：; 龙门刨床工作台控制 ;设计实例;;;;4.3.3 直流伺服电机的驱动;1. 晶闸管调速系统;1).直流斩波器的基本结构;2). 斩波器的三种控制方式;几种典型PWM变换器的基本结构及工作原理;;1). 无制动作用的不可逆PWM变换器;工作状态与波形;;;（2）有制动的不可逆PWM变换器;;制动状态：能耗制动，再生能耗制动;3). 可逆PWM变换器;Ub3;⑤电机正转、反转、停止： 由正、负驱动电压脉冲宽窄而定。 当正脉冲较宽时，既t1 T/2，平均电压为正，电机正转； 当正脉冲较窄时，既t1 T/2 ，平均电压为负，电机反转； 如果正、负脉冲宽度相等，t1=T/2 ，平均电压为零，电机停转。 ⑥电机速度的改变： 电枢上的平均电压UAB越大，转速越高。它是由驱动电压脉冲宽度 决定的。 ⑦双极性： 由以上分析表明： 可逆H型双极式PWM开关功率放大器，无论负载是重还是轻、电机 是正转还是反转，加在电枢上的电压极性在一个开关周期内，都在 US和 –US之间变换一次，故称为双极性。 ;相关方程：;性能评价;PWM变换器的数学模型;;（2） 晶体管脉宽调制（PWM）调速系统结构1; ;（2） 晶体管脉宽调制（PWM）调速系统结构2----数字控制器直接发出PWM控制信号;;;仿真实验