数控伺服系统.pptx

交流同步伺服电机工作原理
Ns
ns nr 60 f
f:电源频率 p:定子磁极对数
p
ns nr
N
θS
Ss
交流伺服电机的优点:
结构简单、成本低
较硬的机械特性
转子的转动惯量小
n
n0
机械特性：转速受
负载影响的程度
T
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 11.1720.11.17Tuesday, November 17, 2020
循环周期(3拍)转子转过90(齿距角)。
从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式：
360
Zrm —步距角
Zr —转子齿数 m —每个通电循环周期的拍数
实用步进电机的步距角多为3和1.5，如何做?
为了获得小步距角，电机的定子、转子都做 成多齿的
步进电机由转子和定子两部分组成，下图中三 相定子A、B、C，三相每相两极： AA’,BB’,CC’ ，每极上5个齿。
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。10:43:5110:43:5110:4311/17/2020 10:43:51 AM
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.11.1710:43:5110:43Nov-2017-Nov-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。10:43:5110:43:5110:43Tuesday, November 17, 2020
n
Ud Ce
Rd CeCt 2
T
n0
KtT
n0
n
直流伺服电动机的机械特性方程
n
Ud Ce
Rd CeCt 2
T
n0
KtT
n0
n
特点：
1. 可调整多个参量实现调速，调速性能好。 2. 输出扭矩大，过载能力强。 3. 电刷和换向器易磨损，最高转速受限制。 4. 直流伺服电机逐渐的被交流伺服电机所取代。
交流同步伺服电机结构
第八章 数控伺服系统
进给轴： 伺服电机+滚珠丝杠+位置检测
❖减少进给轴所需要的驱动扭矩 ❖提高定位精度 ❖运动平稳性
二、步进电机
1 定义：
步进电机又称电脉冲马达。它是将电脉冲 信号转换成机械角位移的执行元件。
步距角
➢输入一个电脉冲 电机就转过一个相应角度。
➢转子的角位移的大小及
转速分别与输入的电脉冲 数量及其频率成正比。
齿距角9度
➢ 定子上线圈的绕法
A相
➢ 转子 （40齿 ）
C相
B相
齿距角9度
定子
转子
A相
定子
转子
B相
C相
Байду номын сангаасB相
定子 转子
C相
定子
定子
定子
转子
转子
转子
A相
B相
C相
➢ 通断电方式 ❖ 三相单三拍： A→B→C→A ❖ 三相双三拍： AB→BC→CA→AB ❖ 三相六拍： A→AB→B→BC→C→CA→A
三、伺服电动机
伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输 入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角 速度，驱动控制对象。
伺服电动机可控性好，反应迅速。是自动控 制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。 伺服电动机可分为两类：
交流伺服电动机 直流伺服电动机
直流伺服他励电机原理
Ud Id
Φ
F
Id
Ed
Rd
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
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。
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工作脉冲 ，所以称为三相单三拍工作方式。
按AB 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
与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更小， 更适用于需要精确定位的控制系统中。
3. 三相双三拍 按AB BC CA的顺序给三相绕组轮流通电。
每拍有两相绕组同时通电。
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
AB通电
BC通电
CA通电
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
• 13、志不立，天下无可成之事。20.11.1720.11.1710:43:5110:43:51November 17, 2020
2、步进电动机的原理
IA
A
定子
转子
IC
IB
C
B 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，假设转 子有四个齿。
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
-> 表示1个脉冲
练习 7
1）若步进电机采用分别采用三相单三拍 、三相双三拍、三相六拍通电方式，转 子齿数为60，则步距角分别为多少？
2）三相六拍通电方式中，若控制的指令 脉冲频率为2400，则步进电机转速为多 少r/min?
3）三相六拍通电方式中，若控制的脉冲 数为1000个，则电机转过了多少角位移 ？
A、A' 磁极拉住1、3齿，B、B' 磁极拉住2、4齿，
转子转过15，到达左图所示位置。
A
B'
C'
C
B
A'
B 相通电，转子2、 4齿与B、B´对齐,又转
过15。
A
B'
C'
C
B
A'
B、C相同时通电，
C' 、C 磁极拉住1、3 齿，B、B' 磁极拉住
2、4齿，转子再转过 15。
三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下：AAB 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)。
轮流通入直流电流，观察转子的运动情况。 IA
IC
IB B
C
1.三相单三拍
“三相”指三相步进电机；“单”指每次只能一相 绕组通电；“三拍”指通电三次完成一个通电循环。
A
B'
C'
1
42
C
3B
A'
A相绕组通电，B、C相 不通电。气隙产生以A-A为轴线 的磁场，而磁力线总是力图从 磁阻最小的路径通过，故电动 机转子受到一个反应转矩，在 此转矩的作用下，转子必然转 到左图所示位置：1、3齿与A 、A′极对齐。
过30°(步距角)，每个通电循环周期(3拍)磁场在
空间旋转了360°而转子转过90°(一个齿距角)。
2. 三相六拍
按AAB B BC C CA的顺序给三相 绕组轮流通电。这种方式可以获得更精确的控制 特性。
A
B'
C'
1
4
2
C
3
B
A'
A相通电，转子1、
3齿与A、A' 对齐。
A
B'
C'
C
B
A'
A、B相同时通电，