数控机床控制技术与系统第2版 教学配套课件 王侃夫 上海市职业技术教育课程改革与教 第三章 驱动电动机.pdfVIP

第三章 驱动电动机 第一节 进给电动机与丝杠的连接 第二节 步进电动机 第三节 伺服电动机 第四节 主轴电动机 第一节 进给电动机与丝杠的连接 1.进给电动机与丝杠的连接方式 图3-2 进给电机与丝杠的连接 a)直联 b)通过同步齿形带连接 1—工作台 2—滚珠丝杠 3—直线滚动导轨 4—联轴器座 5—联轴器 6—进给电动机 7—丝杠轴承座 8—床身 9—同步齿形带 第一节 进给电动机与丝杠的连接 2.惯量匹配 3.转矩匹配 图3-3 惯量匹配示意图 1—进给电动机 2—减速机构(传动比i) 3—滚珠 丝杠 4—导轨 5—工作台 6—工件 第二节 步进电动机 一、步进电动机的组成及工作原理 步进电动机由转子、定子和定子绕组组成，如图3⁃4所示。 图3-4 步进电动机(三相) a)外观 b) 内部结构(径向分相式) c)定子绕组简图 第二节 步进电动机 图3-5 步进电动机定子轴 向分相式结构示意图 1—定子 2—绕组 3—转子 第二节 步进电动机 二、特点 1)步进电动机受脉冲的控制，其转子角位移和转速严格地与输入脉 冲的数量和脉冲频率成正比；改变通电相序可改变步进电动机的转 向， 图3-6 频率与转速的关系 第二节 步进电动机 2)维持定子绕组的电流不变，步进电动机便停在某一位置上不动， 即步进电动机有自整角能力，不需要机械制动。 3)有一定步距误差，但旋转一周后，总的误差为零，即没有累加误 差。 4)步进电动机的效率较低，拖动负载的能力不大，调速范围不宽， 最高输入脉冲频率—般不超过25kHz 。 三、使用特性 1.步距误差 2.保持转矩 3.矩频特性 (1)起动频率 步进电动机由静止状态起动，并进入不失步正常运行 的最高频率称为起动频率或突跳频率。 第二节 步进电动机 (2)连续运行频率 步进电动机起动以后，转速随通电脉冲频率连续 上升而不失步的最高频率，称为连续运行频率，其值远大于起动频 率。 图3-7 步进电动机特性 a)静态步矩角特性 b)矩频特性 c)指数加减速 d)直线加减速 第二节 步进电动机 4.加减速特性 图3-8 台阶频率拟合加减速曲线 第三节 伺服电动机 1)从最低速到最高速，伺服电动机都能平稳运行，转矩波动较小， 尤其在低速如1r ／min或更低时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 2)伺服电动机应具有较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要 求。 3)为了满足快速响应的要求，伺服电动机应有大的转矩／惯量比， 并具有尽可能小的时间常数和起动电压。 4)伺服电动机应具有承受频繁起动、制动和正、反转的能力。 一、直流伺服电动机 图3⁃9为直流伺服电动机结构及原理示意图。 第三节 伺服电动机 图3-9 直流伺服电动机