机电传动控制 教学课件 作者 张志义 7章 1伺服电机原理.pptVIP

第一章 绪论 工程车辆三参数模糊自动换挡规律研究 7.1 步进电动机原理 7.2 步进电动机特性 ?b 软件环形分配器实现较为简单、方便。计算机控制的步进电机驱动系统中，使用软件实现脉冲分配，常用的是查表法。例如对于三相六拍环形分配器，每当接收到一个进给脉冲指令，环形分配器软件根据表所示真值表，按顺序及方向控制输出接口将A、B、C的值输出即可。如果上一个进给脉冲到来时，控制输出接口输出的A、B、C的值是100，则对于下一个正向进给脉冲指令，控制输出接口输出的值是110，再下一个正向进给脉冲，应是010，而使步进电机正向地旋转起来。 如图所示为高低压电路，这种电路特点是高压充电，低压维持。当环形分配器输出高电平时，两只功率放大管T1，T2同时导通，电机绕组以＋80V高压供电，绕组电流快速上升，前沿很陡，当接近额定电流时，单稳延时时间到，T1管截止，改由低压＋12V供电，维持绕组额定电流。若高低压之比为U1/U2，则电流上升也提高U1/U2倍，上升时间明显减小。当低压断开时，电感中储能通过构成的放电回路放电，因此也加快了放电过程。这种供电线路由于加快了绕组电流的上升和下降过程，有利于提高步进电机的启动频率和最高连续工作频率。由于额定电流是由低压维持的，只需较小的限流电阻，功耗小。该电路能在较宽的频率范围内有较大的平均电流，能产生较大且较稳定的电磁转矩，缺点是高低压电路波形连接处有凹形 ． 恒流斩波驱动电路的原理图见图，其工作原理是：环形分配器输出的正脉冲将T1，T2导通，由于U1电压较高，绕组回路又没串电阻，所以绕组电流迅速上升，当绕组电流上升到额定值以上的某一数值时，由于采样电阻Re的反馈作用，经整形、放大后送自T1的基极，使T1管截止。接着绕组由U2低压供电，绕组中的电流立即下降，但刚降到额定值以下时，由于采样电阻Re的反馈作用，使整形电路无信号输出，此时高压前置放大电路又使T1导通，电流又上升。如此反复进行，形成一个在额定电流值上下波动呈锯齿状的绕组电流波形（见图），近似恒流。 7.4 伺服电机原理与驱动 二.伺服电机原理 交流永磁同步电机 2. 交流伺服电机(图b) 转子是永磁,而定子是线圈,当给定子绕组通电后产生的磁力使转子旋转. 通电顺序不同换向器而是控制功率管(MOSFET,IGBT,BJT)的导通顺序即可. T1/T6--T6/T2—T2/T4—T4/T3—T3/T5—T5/T1—T1/T6 7.4 伺服电机原理与驱动 3. 交流伺服电机运行关键 根据转子磁极的不同位置,控制对应的功率管的通断. 为此需要在转子同轴位置安装位置检测编码器或霍尔元件,以保证功率管的通断能够根据实际转子的位置有序进行. 4. 交流伺服电机特点 功率管电子换向代替了换向器,保持了直流电机的优点又避免了换向器制造和维修的不便,改善了电机的散热效果.兼有直流电机和交流电机的优点. 响应快,控制精度高,调速范围大,转矩控制方便. 使用寿命长,维修方便,运行可靠,控制简单. 广泛应用在数控机床、机器人系统。 * * 第7章 伺服电机与应用 步进电机原理与驱动控制* 直流伺服电机 交流伺服电机原理与驱动* 变频器原理与应用* 重点:步进电机与交流伺服电机 特点: (1) 来一个脉冲，转一个步距角。 (2) 控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3) 改变脉冲顺序，可改变转动方向。 步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲 信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉 冲，步进电机转动一定角度，带动机械移动一小段 距离。实际就是将电信号转换成机械位移的部件 由于步进电动机的这一工作职能正好符合数字控制系统要求，因此它在数控机床、钟表工业及自动记录仪等方面都有很广泛的应用 1.励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，依靠电磁转矩工作。 2.反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。依靠变化的磁阻生成磁阻转矩工作。反应式步进电机的应用最广泛，它有两相、三相、多相之分。这里主要讨论三相反应式步进电动机的结构和工作原理。 种类：励磁式和反应式两种。 三相反应式步进电动机的原理结构图如下： A B C IA IB IC 定子内圆周 均匀分布着六个 磁极，磁极上有 励磁绕组，每两 个相对的绕组组 成一相。采用Y连接，转子有四个齿。 定子 转子 1.工作原理 由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产生切向力，而形成磁阻转矩，使转子转动。现以A B C A的通电顺序，使三相绕组轮流通入直流电流，观察转子的运动情况。 B C I