《焊接自动化(机工版)》教学课件—04焊接自动化中的电动机控制技术.pptVIP

小步距角的步进电动机 实际采用的热步进电动机的步距角多为1.5o、3o，步距角越小加工精度要求越高。 小步距角的步进电动机的定子、转子都做成多齿的，例如，转子为40齿，定子仍然是6个磁极，但每个磁极也有5个齿。 转子的齿距等于360°/ 40=9o,齿宽、齿槽各4.5o。 假设，单三拍通电方式工作： A相通电，定子A相的5个小齿和转子对齐，B相和A相空间差120o，则： A相和C相差240o，则：240o/9o=26+2/3个齿； 所以，A相转子、定子的5个小齿对齐时，B相、C相不能对齐，B相转子、定子相差1/3个齿（3o），C相转子、定子相差2/3个齿（6o）； A相断电、B相通电，转子只需转过1/3齿（3o），B相转子、定子对齐。 同理，C相通电、B相断电 ……。 若工作方式为三相六拍， 则每一个脉冲只转过1.5o。 3. 步进电动机的主要技术指标 步距角和静态步距误差 步距角也称为步距，步进电动机从一相通电到另一相通电，转子转过的角度；一般为0.5 o～３o ； 最大静转矩 步进电动机处于通电状态，转子保持不动时所能承受的最大负载转矩，反映了制动能力和低速步进时的负载能力； 矩频特性 动态转矩和脉冲频率的关系为矩频特性，步进电动机的动态转矩即电磁力随着脉冲频率的升高而急剧降低； 启动频率 步进电动机能够不失步启动的最高频率；启动频率时随负载大小而变化的，负载大启动频率低。 连续运行频率 步进电动机启动后，控制脉冲频率连续上升时，能不失步运行的最高频率，它也与负载有关，运行频率比启动频率高得多。 4. 步进电动机的特点 电动机角位移与输入脉冲数严格成正比，且时间上同步； 电动机的转速主要取决于控制脉冲的频率，位移量取决于脉冲数； 电动机的转向可以通过改变各相通电顺序来改变； 电动机与驱动电路组成的开环数控系统，也可以与角度反馈环节组成闭环数控系统； 电动机的转子惯量小，动态响应快，易于启停、正反转及变速。 转速调节范围宽，低速下仍能保证获得大转矩，一般可以不用减速器而直接驱动负载。 步进电动机的步进角有误差，但转子转过一转时间后，累积误差为零； 步进电动机存在振荡和失步现象； 步进电动机自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差。 5. 步进电动机的驱动方法 步进电动机必须有专用的驱动电源供电； 驱动电源主要包括：脉冲信号源、脉冲分配器和功率放大器。 脉冲分配器 功率放大器 脉冲信号的产生：脉冲电路、单片机、PLC专用模块、微机等 脉冲占空比一般为0.3-0.4。 脉冲分配：将输入脉冲转换成环形脉冲，以控制步进电动机，并 能进行正反转控制。 功率放大：步进电动机转速越高、力矩越大要求驱动电源提供给 步进电动机的脉冲电流越大，驱动电源电压越高。 步进电动机速度控制 采用可变频率的脉冲信号源实现步进电动机速度的调节与控制。 速度轨迹控制 从启动到连续转动，一般由较低频率脉冲开始，逐渐提高脉冲频率，即低速启动，逐渐加速到所需速度。 f（脉冲/秒） L（mm） 速度控制曲线 A B C 脉冲分配（脉冲环形分配器） 步进电动机的控制线圈是按一定的通电方式工作，为了实现这种轮流通电，需要将控制脉冲按照规定的通电方式分配给步进电动机的每个线圈，以控制步进电动机的运行及换向。 这种分配既可以用硬件电路来实现也可以用软件来完成，分别称为硬件环行分配器和软件环行分配器。 举例：专用的环形分配器集成芯片CH250 CH250由三个D型触发器和一些门电路组成，16个引出端。 使用CH250工作于三相单六拍状态的接线图 13 12 11 使用微机进行步进电动机控制1 使用微机进行步进电动机控制2 功率放大 控制环节输出的脉冲控制信号的电流只有几毫安，步进电动机的定子线圈需要几安培的电流，因此，需要功率放大。 单电压功率驱动电路 高低电压驱动电路 6. 步进电动机应用 二维焊接工作台步进电动机单片机控制系统 摆动式自动焊接小车 手机电池专用自动激光焊接机 精密焊接转台 直角坐标机器人 思考题 1.直流电机调速的原理是什么?常用的调速方法有哪几种? 2.什么是PWM调速? 直流电机PWM调速的原理是什么? 3.晶闸管整流调速系统与PWM调速系统有哪些异同点? 4.为什么要采用电压负反馈控制? 5.电机调速系统中,为什么要采用电流正反馈? 电流正反馈往往需要与哪种反馈同时使用,为什么? 6.电机调速系统中,电流正反馈与电流负反馈的作用有哪些差别?其应用有哪些不同?画出其系统原理图. 7.分别画出电机调速