执行元件的选择与设计blk.pptVIP

为使电动机实现双向调速，多采用下图所示桥式电路，其工作原理与线性放大桥式电路相似。电桥由四个大功率晶体管VT1~VT4组成。如果在VT1和VT3的基极上加以正脉冲的同时，在VT2和VT4的基极上加负脉冲，这时VT1和VT3导通，VT2和VT4截止，电流沿+90V→c→VT1→d→M→b→VT3→a→0V的路径流通。设此时电动机的转向为正向。反之，如果在晶体管VT1和VT3的基极上加负脉冲，在VT2和VT4的基极上加正脉冲，则VT2和VT4导通，VT1和VT3截止，电流沿+90V→c→VT2→b→M→d→VT4→a→0V的路径流通，电流的方向与前一情况相反，电动机反向旋转。显然，如果改变加到VT1和VT3、VT2和VT4这两组管子基极上控制脉冲的正负和导通率，就可以改变电动机的转向和转速。一、直流(DC)伺服电动机及其驱动二、交流(AC)伺服电动机及其驱动 由于直流伺服电动机具有优良的调速性能，因此长期以来，在要求调速性能较高的场合，直流电动机调速系统一直占据主导地位。 但直流伺服电动机结构上存在机械整流子、电刷维护困难、造价高、寿命短、应用环境受到限制的缺点。 近年来交流驱动技术有了飞速的发展，它具有坚固耐用、经济可靠及动态响应好等优点。因此，交流伺服系统已在很大程度上取代了直流伺服系统。检测交流伺服电动机（SM型/IM型）气隙磁场的大小和方向，用电力电子变换器代替整流子和电刷，通过控制与气隙磁场方向相同的磁化电流和与气隙磁场方向相垂直的有效电流的方法，最终控制交流伺服电动机主磁通量大小和转矩，实现对电机的有效控制。基本工作原理常用交流伺服电动机永磁同步型（SM）、电磁感应型（IM）伺服电动机。在小功率伺服系统中，一般使用永磁式同步电动机，因为它有优良的动态性能，过载能力大等优点。感应型交流伺服电动机结构简单，质量轻，价格低，可用做主轴电机。采用永久磁铁磁场的同步电动机不需要磁化电流控制，只要检测磁铁转子的位置即可。这种交流伺服电动机也叫做无刷直流伺服电动机（如SM型伺服电动机）。由于它不需要磁化电流控制，故比IM型伺服电动机容易控制。（1）步进电动机的特点*3.3步进电动机与驱动

3.3.1步进电动机的特点、种类、工作原理（1）步进电动机的特点①控制精度由步距角决定（α=360°/zKN）。②抗干扰能力强，在电机电特性工作范围内，不产生丢步或无法工作等现象。③电机每转动一步距角，尽管存在一定的转角误差，但电机转动360°时，转角累计误差将归零。④控制性能好，不易产生“丢步”现象（频繁启动、停止、变换）。⑤易于与计算机实现对接。（2）步进电动机的种类*种类1按转子构成分类：2可变磁阻型（VR）步进电机——转子为导磁体，也称反应式步进电机。3永磁型（PM）步进电机——转子为永磁铁。4混合型（HB-Hybrid）步进电机——转子为导磁体和永磁铁的组合。5按定子绕组对数分类：6分为2相、3相、4相、5相、10相等步进电机。7按定子绕组通电极性分类：8分为单极性和双极性（每个绕组都可以两个方向通电）步进电机。9步进电动机的工作原理当第一个脉冲通入A相时，磁通企图沿着磁阻最小的路径闭合，在此磁场力的作用下，转子的1、3齿要和A级对齐。当下一个脉冲通入B相时，磁通同样要按磁阻最小的路径闭合，即2、4齿要和B级对齐，则转子就按逆时针方向转动一定的角度：12步距角：步进电机每改变一次通电状态（一拍）转子所转过的角度称为步距角。步距角的计算公式：式中：N为步进电机的相数；K为通电状态系数，相邻两次通电的相数相同K=1，不同时K=2；z为步进电机转子的齿数。步进电机的控制方式分三种：(1)三相单三拍工作方式，A-B-C-A，K=1；(2)三相六拍工作方式，A-AB-B-BC-C-CA-A，K=2；(3)三相双三拍工作方式，AB-BC-CA-AB，K=1。3.3.2步进电动机的运行特性与性能指标主要指步进电机在稳态工作条件下的特性，包括：静转矩、矩—角特性、静态稳定区等。失调角和静态转矩：电动机转子上的电磁转矩（Tj）与负载转矩（TL）相等时，转子齿的中心线和定子齿的中心线将错过一个电角度（θe=p·θj，p-极对数，θj-机械角），才能稳定下来。这个转矩为静态转矩（Tj），这个角度为失调角（θe）。（2）静态特性（1）分辨力主要指步距角=360o/zKN。如：0.6o/1.2o、0.75o/1.5o、0.9o/1.8o、………。图3.15失调角示意图*矩—角特性：静态特性（电磁转矩Tj）和失调角（θe）之间的关系