新交流伺服电机及其控制技术 教学课件 寇宝泉 第7,8章.pptVIP

24828G 8.9　高速机床直线电机进给伺服系统 8.9.1　直线电机直接驱动的优点8.9.2　直线电机直接驱动存在的关键技术问题8.9.3　直线交流伺服电机系统的主要指标及参数8.9.4　直线电机伺服系统的发展趋势 24828G 8.9.1　直线电机直接驱动的优点 (1)控制特性好、动态响应快、定位精度高(2)速度范围宽，具有高运动速度(3)高加速度(4)运动长度不受限制(5)推力范围宽(6)运行噪声低、传动效率高(7)有较大的静、动态刚度(8)结构简单，体积小(9)维护简单，使用寿命长 24828G 表8-1　直线电动机与“旋转电机+滚珠丝杠”传动性能比较 24828G 8.9.2　直线电机直接驱动存在的关键技术问题 (1)控制问题(2)发热问题(3)隔磁与防护问题(4)垂直进给时的自重问题(5)边端效应问题(6)初、次级之间的法向磁拉力问题 24828G 8.9.3　直线交流伺服电机系统的主要指标及参数 (1)定位力(Cogging(2)推力波动(Force(3)推力/动子质量比(4)解耦机构(5)工作制(6)移动电缆 24828G 8.9.4　直线电机伺服系统的发展趋势 1)部件模块化：包括初级、次级、控制器、反馈元件、导轨等部件模块化，用户可以根据需要(如推力、行程、精度、价格等)自由组合。2)性能系列化：由于直接驱动不像旋转电机那样可以通过减速器的减速比、丝杠螺距等环节调节性能，单一性能的直线电机应用范围比较窄，因此性能的系列化需更丰富，直线电机在向着长行程、大推力、高精度、高速度、高加速度方向发展。3)结构多样化：直线电机一般直接和被驱动部件连接，为适应不同的安装要求，结构必须多样化。4)控制数字化：直线电机的控制是直接驱动技术的一个难点，全数字控制技术是解决这一难点的有效方案。5)应用多元化：直线电机的应用范围在不断拓展，不仅在机械加工与自动化方面，在电子制造装备、办公自动化等领域的应用也在迅速普及。 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-24　圆筒型直线永磁同步电机a)长方形　b)圆柱形 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-25　单边平板型直线永磁同步电机的初级和次级 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-26　双边平板型直线永磁同步电机的初级和次级 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-27　高刚度型无铁心直线永磁同步电机a)结构示意图　b)外观图 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-28　高效率型无铁心直线永磁同步电机a)结构示意图　b)外观图 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-29　有铁心直线永磁同步电机a)结构示意图　b)外观图 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-30　圆筒型直线永磁同步电机的三种次级形式a)表面永磁体次级　b)内嵌永磁体次级　c)Halbach永磁体阵列次级 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-31　直线永磁同步电机的主要绕组形式a)整数槽双层绕组　b)整数槽单层绕组　c)分数槽集中绕组 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-32　平板型横向磁通直线永磁同步电机的结构示意图 24828G 8.5.3　直线永磁同步电机的分类 图8-33　圆筒型横向磁通直线永磁同步电机的结构示意图 24828G 8.5.4　直线永磁同步电机的d、q轴数学模型 1)忽略铁心饱和。2)不计涡流和磁滞损耗。3)次级上没有阻尼绕组，永磁体也没有阻尼作用。4)反电动势是正弦的。 24828G 8.6　高频响、短行程直线伺服电机 8.6.1　直流型高频响、短行程直线伺服电机8.6.2　磁阻型高频响、短行程直线伺服电机 24828G 8.6.1　直流型高频响、短行程直线伺服电机 图8-35　矩形永磁体音圈电机的结构示意图 24828G 8.6.1　直流型高频响、短行程直线伺服电机 图8-36　环形永磁体音圈电机的结构示意图 24828G 8.6.1　直流型高频响、短行程直线伺服电机 图8-37　动圈型音圈电机 24828G 8.6.1　直流型高频响、短行程直线伺服电机 图8-38　闭磁路动磁型音圈电机 24828G 8.6.1　直流型高频响、短行程直线伺服电机 图8-39　开磁路动磁型音圈电机 24828G 8.6.2　磁阻型高频响、短行程直线伺服电机 (1)磁阻型表面永磁体高频响、短行程直线伺服电机(2)磁阻型内嵌永磁体高频响、短行程直线伺服电机(3)磁阻型高频响、短行程直线伺服电动机的特点： 24828G (1)磁阻型表面永磁体高频响、短行程直线伺服电机 图8-4