机械系统考试ppt课件.ppt

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1、1本章提要控制的作用控制系统的组成和基本要求控制电机和位置检测装置典型伺服机构的组成和控制原理伺服系统设计计算2控制电机步进电动机直流伺服电动机交流伺服电动机7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测结构、原理、分类、特性及技术参数3步进电动机用电脉冲信号控制运动的电动机。用环形分配器的电子开关器件，通过功率放大器，使步进电动机激磁绕组按规定顺序轮流接通电源，在空间形成阶跃变化的旋转磁场，使转子步进式转动。7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测每输入一个脉冲，转子转过一个步距，输入脉冲序列的脉冲数量决定步进电动机的总转角，脉冲频率决定步进电动机的转速。结构简单、运行

2、可靠。制造容易，便于控制。在不丢步情况下，步距误差不会长期积累，可用于开环控制。直流伺服步进电动机交流伺服4反应式（磁阻式）步进电动机永磁式步进电动机混合式步进电动机步进电动机按电磁转矩产生的原理分类直流伺服步进电动机交流伺服定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。步距角小，断电时无定位转矩，单步振荡时间较长。转子上有磁钢，绕组轮流通电，建立的磁场与永久磁钢的恒定磁场相互作用产生转矩。步距角大，起动频率较低，控制功率小，单步振荡时间短，断电时具有一定保持转矩。转子上有磁钢，定子上有多相励磁绕组，是反应式和永磁式的组合。步距角小，起动和运行频率高，断电时具有定位转矩。应

3、用最广泛。7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测5永磁式步进电动机直流伺服步进电动机交流伺服7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测定子铁芯定子绕组永磁转子6曲线右上方的参数组合将产生“失步”。起动矩频特性工作矩频特性步进电动机的特性曲线直流伺服步进电动机交流伺服反映起动频率和负载转矩关系的特性。反映速度与转矩关系的特性。该两条曲线给出了频率转矩的极限值。Mf0起动矩频特性工作矩频特性直接起动范围加速范围7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测7通常希望步进电动机的输出转矩大，起动频率和连续运行频率高，步距角小。直流伺服步进电动机交流伺服混合式步进电动机的技术

4、参数项目型号相数步距角(度)电压V相电流A最大静转矩Nm空载起动频率Hz最高运行频率Hz90BYG550A50.36/0.725031.52000500090BYG5200A50.09/0.185032.560005000110BYG460B40.75/1.5805860005000110BYG550B50.36/0.721006620005000130BYG9100A90.1/0.21006440005000步距角小，精度高，系统运行速度低。为了兼顾速度和精度，在脉冲当量确定后，选择适当的传动机构。7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测8小惯量直流电动机永磁直流伺服

5、电动机无刷直流伺服电动机直流伺服电动机直流伺服步进电动机交流伺服电枢结构分为无槽圆柱体和印刷绕组盘形两种。最大限度地减小电枢的转动惯量，获得较好的快速性。又称为直流力矩电动机或大惯量宽调速直流伺服电动机。转子惯量大，可与进给丝杠直联；堵转转矩大，力矩-惯量比大，快速性好；转速范围宽，线性度好；转子槽数多，斜槽结构，低速平稳性好。电刷和换向器结构，结构复杂，易磨损，最高转速受限制。无刷、无换向器结构，由同步电动机和逆变器构成。机械结构简单，寿命长。7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测9永磁直流伺服电动机直流伺服步进电动机交流伺服7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置

6、检测10输出转速可在宽广的范围内连续调节并稳定运行。在输入控制信号的作用下，转子能迅速地反应动作，时间常数小。直流伺服电动机的伺服特性调速范围宽特性呈线性快速反应机械特性和调节特性都呈现良好的线性度。转速转矩关系和转速电压关系都是线性变化的。——可控性——可控性——响应性直流伺服步进电动机交流伺服7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测11直流伺服步进电动机交流伺服直流伺服电动机的转矩速度特性曲线断续工作区加速减速区连续工作区转矩极限50010001500n/r/min120001000080006000400020000M/Ncm转速极限瞬时换向极限换向极限温度极限7

7、-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测12过载倍数=110%直流伺服步进电动机交流伺服直流伺服电动机的负载工作周期曲线d(%)负载工作周期比tw/min工作时间120%160%200%300%满足机械所需转矩又确保电动机不过热时的允许工作时间。过载倍数M=MMNtw→d负载工作周期比d=×100%twtw＋t0t0=tw(－1)最短断电时间1dtwd7-3控制电机和位置检测装置控制电机位置检测13直流伺服电动机的主要技术参数项目型号输出功率kW额定转矩Nm最大转矩Nm额定转速r/min转子惯量kgm2机电时