数控机床的伺服系统.pptVIP

1．永磁交流同步伺服电机的结构和工作原理交流同步伺服电机的种类：励磁式、永磁式、磁阻式和磁滞式，前两种输出功率范围较宽，后前两种输出功率小。（1）永磁交流同步伺服电机的结构VSVSVSVS定子转子脉冲编码器定子三相绕组接线盒永磁交流同步伺服电机结构第30页，共74页，星期日，2025年，2月5日2）永磁交流同步伺服电机工作原理和性能VSNnsnrθS工作原理特性曲线T（N-cm）120001000080006000400020000100020003000ⅠⅡn（r/min）第31页，共74页，星期日，2025年，2月5日交流主轴电机的要求：

◆大功率

◆低速恒转矩、高速恒功率

鼠笼式交流异步伺服电机交流主轴电机普通交流异步感应电机通风孔P（KW）86420200040006000800012000n（r/min）交流主轴电机与普通交流异步感应电机的比较图示意图交流主轴伺服电机的特性曲线第32页，共74页，星期日，2025年，2月5日5.3位置检测装置一、对位置检测装置的要求与分类组成：位置测量装置是由检测元件（传感器）和信号处理装置组成的。

作用：实时测量执行部件的位移和速度信号，并变换成位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件现实位置反馈到位置控制单元，以实施闭环控制。它是闭环、半闭环进给伺服系统的重要组成部分。

闭环数控机床的加工精度在很大程度上是由位置检测装置的精度决定的，在设计数控机床进给伺服系统，尤其是高精度进给伺服系统时，必须精心选择位置检测装置。第33页，共74页，星期日，2025年，2月5日1、检测装置的分类按工作条件和测量要求的不同,测量方式亦有不同的划分方法数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类型。第34页，共74页，星期日，2025年，2月5日2、数控测量装置的性能指标及要求传感器的性能指标应包括静态特性和动态特性，主要如下。1.精度符合输出量与输入量之间特定函数关系的准确程度称作精度。高精度和高速实时测量。2.分辨率分辩率应适应机床精度和伺服系统的要求。3.灵敏度灵敏度高、一致。4.迟滞对某一输入量，传感器的正行程的输出量与反行程的输出量的不一致，称为迟滞。迟滞小。5.测量范围和量程6.零漂与温漂其它：可靠，抗干扰性强、使用维护方便、成本低等。第35页，共74页，星期日，2025年，2月5日二、旋转变压器旋转变压器是一种旋转式的小型交流电动机,它由定子和转子组成。如图所示是一种无刷旋转变压器的结构,左边为分解器,右边为变压器。变压器的作用是将分解器转子绕组上的感应电动势传输出来,这样就省掉了电刷和滑环。分解器定子绕组为旋转变压器的原边,分解器转子绕组为旋转变压器的副边,励磁电压接到原边,励磁频率通常为400Hz、500Hz、1000Hz、5000Hz。旋转变压器结构简单,动作灵敏,对环境无特殊要求,维护方便,输出信号的幅度大,抗干扰性强,工作可靠,为数控机床经常使用的位移检测元件之一。旋转变压器结构示意

1—电动机轴2—外壳3—分解器定子4—变压器定子绕组5—变压器转子绕组6—变压器转子;7—变压器定子8—分解器转子9—分解器定子绕组10—分解器转子绕组第36页，共74页，星期日，2025年，2月5日旋转变压器的结构和工作原理◆旋转变压器（Resolver）简称旋变，又称作解算器或分解器。◆分类：有电刷、集电环结构和无刷结构单对极元件、多对极元件（或称多极元件）◆工作原理：电磁感应定子转子S1R1S2S3S4R2R3R4第37页，共74页，星期日，2025年，2月5日旋转变压器的结构和工作原理E2=KVScosα=KVmsinωtcosαα=90°E2=0α=0°E2=KVmSINωt式中:E2—转子绕组感应电势；V1—定子绕组励磁电压V1=Vmsinωt；Vm—