计算机数控技术 教学课件 作者 黄家善 主编 第四章　伺服电动机.ppt

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1、计算机数控技术主编:黄家善D4第四章　伺服电动机D4第四章　伺服电动机第一节　步进电动机第二节　直流伺服电动机第三节　交流伺服电动机第四节　直线电动机D4第一节　步进电动机一、步进电动机的工作原理二、步进电动机的种类及结构三、步进电动机的主要特性四、步进电动机的选用D4一、步进电动机的工作原理图4-1　步进电动机工作原理示意图D4二、步进电动机的种类及结构图4-2　径向三相反应式步进电动机原理结构D4三、步进电动机的主要特性1.步距角和静态步距误差2.静态矩角特性3.起动频率4.连续运行频率5.矩频特性与动态转矩D41.步距角和静态步距误差步进电动机的步距角是反映步进电动机定子绕组

2、的通电状态每改变一次，转子转过的角度。它取决于电动机结构和控制方式。D42.静态矩角特性图4-3　步进电动机静态矩角特性D42.静态矩角特性图4-4　步进电动机矩频特性(二相通电时定子静态电流9A;双电压供电80V/12V)D43.起动频率空载时，步进电动机由静止状态突然起动，并进入不失步地正常运行的最高频率，称为起动频率或突跳频率。步进电动机的突加指令脉冲频率如果大于起动频率，则步进电动机将不能正常起动。步进电动机在带负载(尤其是惯性负载)下的起动频率比空载时要低，而且，随着负载加大(在允许范围内)，起动频率会进一步降低。D44.连续运行频率步进电动机起动以后，其运行速度能跟随指

3、令脉冲频率连续上升而不失步的最高工作频率，称为连续运行频率。其值远大于起动频率。它也因电动机所带负载的性质和大小而异，并且与驱动电源也有很大关系。D45.矩频特性与动态转矩矩频特性T=F(f)是描述步进电动机连续稳定运行时输出转矩与连续运行频率之间的关系，如图4-4所示。在特性曲线上某一频率对应的转矩称为动态转矩。使用时，一定要考虑动态转矩随连续运行频率的上升而下降的特点。步进电动机上述的主要特性除第一项外，其余四项均与驱动电路有很大关系。如果驱动电路性能好，步进电动机的特性可得到明显改善。D4四、步进电动机的选用表4-1　反应式步进电动机性能参数D4四、步进电动机的选用表4-2　

4、混合式步进电动机性能参数D4第二节　直流伺服电动机一、对直流伺服电动机的要求二、直流伺服电动机的分类三、直流伺服电动机的特性及选用D4一、对直流伺服电动机的要求尽可能高的响应频率，即尽可能减小转子的转动惯量，增大转矩—惯量比；良好的低速平稳性；尽可能宽的调速范围；机械特性的硬度ΔT/Δn的数值尽可能大；环向器和电刷间的接触火花尽可能小，以减小伺服噪声；过载能力强。D4二、直流伺服电动机的分类1.小惯量无槽电枢直流伺服电动机2.空心杯电枢直流伺服电动机3.宽调速直流伺服电动机D41.小惯量无槽电枢直流伺服电动机图4-5　无槽电枢电动机D41.小惯量无槽电枢直流伺服电动机表4-3　GZ

5、系列的直流无槽小惯量电动机的主要技术性能D42.空心杯电枢直流伺服电动机图4-6　空心杯电动机结构示意图D43.宽调速直流伺服电动机图4-7　永磁式宽调速直流电动机的基本结构D43.宽调速直流伺服电动机表4-4　BESK-FANUC永磁直流伺服电动机的部分参数D4三、直流伺服电动机的特性及选用1.直流伺服电动机的特性2.直流伺服电动机的功率选择D41.直流伺服电动机的特性图4-8　直流伺服电动机速度—转矩特性D41.直流伺服电动机的特性图4-9　直流伺服电动机载荷—工作周期曲线D4第三节　交流伺服电动机一、交流伺服电动机的基本结构二、无刷直流电动机的工作原理三、正弦波永磁同步电动机

6、四、国内外交流伺服电动机的主要系列与性能D4一、交流伺服电动机的基本结构图4-10　交流永磁伺服电动机的基本结构图a)交流永磁伺服电动机横剖面图　b)交流永磁伺服电动机纵剖面图1—定子　2—永久磁铁　3—轴向通风孔　4—转轴　5—转子6—压板　7—定子三相绕组　8—脉冲编码器　9—出线盒D4一、交流伺服电动机的基本结构图4-11　电子换向器与绕组的连接D4二、无刷直流电动机的工作原理1.无刷直流电动机的结构2.无刷直流电动机的工作原理D41.无刷直流电动机的结构无刷直流电动机在结构上相当于一台反装式的直流电动机。它的电枢放置在定子上，永磁体位于转子上。它的电枢绕组为一多相绕组(一般

7、为三相绕组)，可接成星形或三角形方式。D42.无刷直流电动机的工作原理图4-12　转子位置检测器输出信号D42.无刷直流电动机的工作原理图4-13　无刷直流电动机工作原理示意图表4-5　正转时电枢电流方向与开关通电顺序D42.无刷直流电动机的工作原理表4-6　反转时电枢电流方向与开关通电顺序D4三、正弦波永磁同步电动机1.正弦波永磁同步电动机的基本结构2.正弦波永磁同步电动机的电磁转矩D41.正弦波永磁同步电动机的基本结构与无刷直流电动机一样，正弦波永磁同步电动机的转