沈职院电气控制技术第四章教程.pptVIP

控制电机及其驱动控制;步进电动机及其驱动控制 直流伺服电动机及其驱动控制 交流伺服电动机及其驱动控制 ;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。;一 步进电动机;三相反应式步进电动机的原理结构图如下：;1 三相单三拍; 同理，B相通电时，转子会转过30?角，2、4 齿和B、B′ 磁极轴线对齐；当C相通电时，转子 再转过30?角，1、3齿和C′、C 磁极轴线对齐。; 三相反应式步进电动机的工作原理; 这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个切换状态，所以称为三相单三拍工作方式。; 按A?B ?C ?A ? ……的顺序给三相绕组轮流通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过30°(步距角)，每个通电循环周期(3拍)转过90°(一个齿距角)。; 对于一台步进电动机，运行k拍可使转子转动一个齿距位置。通常，将步进电动机每一拍执行一次步进，其转子所转过的角度称为步距角。如果转子的齿数为z，则步距角α为 α= 360°/zk 式中k—步进电动机的工作拍数; z—步进电动机的齿数。 对于上图所示的步进电动机，由于它采用了三拍方式工作，故其步距角 α=360°/3×4=30°;1 4 2 3;2 三相六拍; A相通电，转子1、 3齿与A、A 对齐。; B 相通电，转子2、 4齿与B、B′ 对齐,又转 过15?。; 三相六拍反应式步进电动机的一个通电循环周期如下：A?AB ?B ?BC ?C ? CA，每个循环周期分为六拍。 每拍转子转过15?（步距角），一个通电循环周期(6拍)转子转过90? (齿距角)。; m 相－ 2m 拍运行 (三相－六拍运行）;3 三相双三拍; 与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电循 环周期也分为三拍。每拍转子转过30? (步距角)， 一个通电循环周期(3拍)转子转过90?(齿距角)。; m 相双 m 拍运行（三相双三拍运行） ; 实用步进电机的步距角多为3?和1.5? 。为了获得小步距角，电机的定子、转子都做成多齿的，如图所示。图中转子表面有40个齿，齿距角为9°。; 步进电动机的应用非常广泛，如各种数控 机床、自动绘图仪、机器人等。;若有一台三相反应式步进电机（如下图所示），其步距角为3°/1.5°。试问： 电机转子的齿数为多少？ 写出三相六拍运行方式的通电顺序。 测得运行频率为1200Hz时，通电方式三拍、六拍 时其转速分别为多少？;一台三相六拍运行的步进电机，转子齿数Z＝48，测得脉冲频率为600Hz，求： ① 通电顺序； ② 步距角和转速。 ;三 步进电动机的特点;功率 放大器; 环形分配器是将数控系统送来的一串指令脉冲按一定规律加到功率放大器上，按步进电动机所要求的通电顺序分配给步进电动机的驱动电源的各相绕组输入端，实现步进电动机的运行及换向。 当步进电动机在一个方向上连续运行时，其各相通、断的脉冲分配是一个循环，所以称为环形分配器。 特点：输出周期性，可逆的。; 分类：; 当方向电平为低时，环分器的输出按A-B-C的顺序循环产生脉冲。;2 功率放大器 ; 1.单电压驱动电路 ; 2.高低压驱动电路 ; 随时检测绕组的电流值，当绕组电流值降到下限设定值时，使功率管导通，使绕组电流上升，上升到上限设定值时，便关断功率管。这种驱动方式，绕组的脉冲电流前、后沿陡，快速响应好，功耗小，绕组电流大小与外加电压U大小无关，是一种恒流驱动方案，所以对电源要求比较低。;4.2 直流伺服电动机及其驱动控制;;一、工作原理;N;二、直流电机的基本结构; 直流电机的转子 ;; ;根据直流电动机的机械特性可以知道，电动机的调速方法有三种: （1）改变电动机控制电压，即改变电枢电压。此方法可得到调速范围较宽的恒转矩特 性，适用于主轴驱动的低速段和进给驱动。 （2）改变磁通，即改变励磁回路电流。此方法可得到恒功率特性，它不适用进给驱动，且永磁式直流伺服电动机的Φ是不可变的。 （3）改变电动机电枢的串联电阻阻值。此方法得到的机械特性较软，且不能实现无级调速，也不适用于数控机床。 因此，对于直流进给伺服电动机，只能采用改变电枢电压的方式来调速。在这种调速方式下，电动机的最高工作转速不能超过其额定转速。 ;4.2.2 直流进给伺服驱动控制基础 ;4.3 交流伺服电动机及其驱动控制;1.结构 永磁式