伺服电机控制与应用详细教学.ppt

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1、伺服电机控制技术主讲:刘遥生深圳职业技术学院电话:26731642、136626863392伺服电机基本结构及原理内容3旋转磁场作用下的运行分析4伺服电机的机械特性及控制方式5交流伺服电机的应用6伺服电机选择及主要性能指标由于我们是从事工厂自动控制方面的设备维修、维护管理技术人员，主要是合理地选择和正确使用各种控制电机，因此本次讲座着重阐述伺服电机的基本结构、工作原理、工作特性和使用方法。具体内容如下：1概述了解伺服电机基本结构，掌握其工作原理、运行特性及其特点、应用场合，以求正确选用和使用它们。目的伺服

2、电动机也称为执行电动机，在控制系统中用作执行元件，将电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。1概述1、交流伺服电动机2、直流伺服电动机伺服电动机分为：1.1什么叫伺服电机1概述在有控制信号输入时，伺服电动机就转动；没有控制信号输入，它就停止转动。改变控制电压的大小和相位(或极性)就可改变伺服电动机的转速和转向。1.2伺服电机最大特点1概述1.3伺服电机与普通电机相比具有如下特点(1)调速范围宽广。伺服电动机的转速随着控制电压改变，能在宽广的范围内连续调节。(2)转子的惯性小，即能实现迅速启动、停转。

3、(3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。1概述1.4伺服电机在自控制系统中的典型应用其它场合的应用1.5伺服电动机典型生产厂家1概述德国西门子，产品外形有：伺服电机伺服电机驱动器1概述美国科尔摩根，产品外形有：伺服电机伺服电机驱动器1.5伺服电动机典型生产厂家1概述日本松下及安川，产品外形有：松下交流伺服电机及驱动器安川伺服电机驱动器1.5伺服电动机典型生产厂家2伺服电机基本结构及原理交流伺服电机系统驱动器交流伺服电机器2伺服电机基本结构及原理2.1结构交流电机编码器交流电机电源线编码器信号输出线2伺服电

4、机基本结构及原理1.2.1结构交流电机减速齿轮机械负载轴2伺服电机基本结构及原理2.1结构由定子和转子二大部分组成1、定子由铁心和线圈组成励磁绕组控制绕组励磁电压控制电压转子定子壳体1.2伺服电机基本结构及原理转子定子壳体1.2.1结构由定子和转子二大部分组成1、定子由铁心和线圈组成电气原理图控制绕组励磁绕组控制绕组与励磁绕组相差900(1)笼型转子铁芯槽内放铜条,端部用短路环形成一体,或铸铝形成转子绕组。2伺服电机基本结构及原理铸铝的笼型转子转子定子壳体2、转子笼型转子(2)杯型转子纲薄壁园筒形，放于内

5、外定子之间。一般壁厚为0.3mm2伺服电机基本结构及原理杯型转子转子定子壳体2.2转动原理2伺服电机基本结构及原理2三相异步电动机的转动原理2.2转动原理2三相异步电动机的转动原理2.2转动原理当磁铁旋转时，在空间形成一个旋转磁场。假设永久磁铁是顺时纠方向以n0的转速旋转，那末它的磁力线也就以顺时针方向切割转子导条，在转子导条中就产生感应电势。根据右手定则，N极下导条的感应电势方向垂直地从纸面出来。而S极下导条的感应电势方向垂直地进入纸面。由于鼠笼转子的导条都是通过短路环连接起来的，因此在感应电势的作用下

6、，在转子导条中就会有电流流过，电流有功分量的方向和感应电势方向相同。再根据通电导体在磁场中受力原理，转子载流导条又要与磁场相互作用产生电磁力，这个电磁力F作用在转子上，并对转轴形成电磁转矩。根据左手定则，转矩方向与磁铁转动的方向是一致的，也是顺时针方向。因此，鼠笼转子便在电磁转矩作用下顺着磁铁旋转的方向转动起来。3旋转磁场作用下的运行分析为了分析方便，先假定励磁绕组有效匝数Uf与控制绕组有效匝数UC相等。这种在空间上互差900电角度，有效匝数又相等的两个绕组称为对称两相绕组。3.1伺服电机旋转磁场的产生电

7、气原理图控制绕组励磁绕组3旋转磁场作用下的运行分析同时，又假定通入励磁绕组的电流Uf与通入控制绕组的电流UC相位上彼此相差900幅值彼此相等，这样的两个电流称为两相对称电流，用数学式表示为3.1旋转磁场的产生控制绕组励磁绕组当两相对称电流通入两相对称绕组时，在电机内就产生一个旋转磁场。当电流变化一个周期时，旋转磁场在空间转了一圈。UC1UC2UF1UF23.1旋转磁场的产生3.2伺服电机旋转磁场的方向控制绕组励磁绕组控制绕组励磁绕组3.2伺服电机旋转磁场的方向3.3伺服电机旋转磁场的速度旋转磁场的转速决定

8、于定子绕组极对数和电源的频率。图所表示的是一台两极的电机，即极对数P＝1。对两极电机而言，电流每变化一个周期，磁场旋转一圈，因而当电源频率f＝400Hs，即每秒变化400个周期时，磁场每秒应当转400圈，故对两极电机，即P＝1而言，旋转磁场转速为n0=24000r／min旋转磁场转速为的一般表达式为4.伺服电机的机械特性及控制方式4.1伺服电机的机械特性对于伺服电动机，还有一条很重要的机械特性，这就是零信号时的机械特性，所谓零