第3章数控机床的伺服系统ppt课件.ppt

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1、第3章数控机床的伺服系统1教学内容认识伺服系统的工作过程3.1伺服系统的组成及分类3.2伺服电动机3.3位置检测装置3.423.1认识伺服系统的工作过程数控机床控制原理图1．认识伺服系统在数控机床控制中的作用33.1认识伺服系统的工作过程数控车床光机正面2．认识伺服系统的机械结构43.1认识伺服系统的工作过程数控车床光机背面2．认识伺服系统的机械结构53.2伺服系统的组成及分类3.2.1伺服系统的组成3.2.2对伺服系统的要求①精度高②速度反应快③调速范围大④可靠性高⑤低速时扭矩大63.2伺服系统的组成及分类3.2.

2、3伺服系统的分类伺服系统包括司服驱动电路伺服驱动装置开环伺服系统闭环伺服系统半闭环伺服系统按控制方式反馈比较控制方式脉冲数字比较伺服系统相位比较伺服系统幅值比较伺服系统全数字伺服系统按驱动元件电液伺服系统电气伺服系统电液伺服系统电气伺服系统按使用伺服电机直流伺服系统交流伺服系统直流伺服系统交流伺服系统73.3伺服电动机3.3.1步进电动机及其控制系统1．步进电动机的工作原理三相单三拍通电方式:若按A→B→C……通电相序连续通电，则步进电动机就连续地沿逆时针方向转动，每换接一次通电相序，步进电动机沿逆时针方向转过30°

3、，即步距角为30°。所谓“单”，是指每次只有一相绕组通电。从一相通电换接到另一相通电称为一拍，每一拍转子转动一个步距角，故所谓“三拍”是指通电换接3次后完成一个通电周期。步进电动机的工作原理83.3伺服电动机3.3.1步进电动机及其控制系统2．步进电动机的主要特点3．步进电动机的主要特性（1）步距角（2）步距误差（3）静态转矩和矩角特性（4）启动转矩（5）空载启动频率fq（6）运行矩频特性与动态转矩93.3伺服电动机3.3.2直流伺服电动机及其速度控制1．直流伺服电动机的结构与工作原理103.3伺服电动机3.3.2直

4、流伺服电动机及其速度控制2．直流伺服电动机的速度控制方法直流电动机的机械特性公式：在激磁电流I保持恒定的条件下，改变电枢电压调速，起动力矩大，机械特性好，具有恒转矩特性，是直流伺服驱动系统普遍采用的调速方法。113.3伺服电动机3.3.2直流伺服电动机及其速度控制3．直流伺服电动机的工作特性（1）转矩—速度特性曲线（2）负载周期曲线123.3伺服电动机3.3.3交流伺服电动机及其速度控制1．交流伺服电动机的结构与工作原理（1）结构永磁式交流伺服电动机横剖面永磁式交流伺服电动机纵剖面1—定子；2—永久磁铁；1—定子；2

5、—转子；3—定子绕组；4—压板；3—轴向通风孔；4—转轴5—检测元件；6—接线盒133.3伺服电动机3.3.3交流伺服电动机及其速度控制1．交流伺服电动机的结构与工作原理（2）工作原理永磁式交流伺服电动机的工作原理143.3伺服电动机3.3.3交流伺服电动机及其速度控制2．交流伺服电动机的调速原理交流电动机的同步转速为n= 60f/p异步电动机的转速为式中，n—交流伺服电动机的同步转速；f—电源频率；p—转子磁极的对数；S—转差率。由上式可见，要改变电动机转速可采用以下几种方法:①改变磁极对数p。②改变转差率调速S。

6、③变频调速f。153.3伺服电动机3.3.3交流伺服电动机及其速度控制3．交流伺服电动机的性能①转矩—速度工作曲线。②高可靠性。③散热容易，便于安装热保护。④转子惯量小，其结构允许高速工作。⑤体积小、质量小。永磁式交流伺服电动机的工作曲线163.4位置检测装置3.4.1概述作用：检测位移和速度1．对位置检测装置的要求一般要求测量元件的分辨率（测量元件能测量的最小位移量）在0.0 001～0.01 mm，测量精度为0.001～0.02 mm，运动速度为0～24 m/min。2．位置检测装置的分类类型数字式模拟式增量式绝

7、对式增量式绝对式回转型增量式光电脉冲编码器、圆光栅绝对式光电脉冲编码器旋转变压器、感应同步器、圆形磁尺多级旋转变压器直线型长光栅、激光干涉仪编码尺直线感应同步器、磁尺绝对值式磁尺173.4位置检测装置3.4.2旋转变压器1．结构无刷旋转变压器结构1—分解器定子线圈；2—分解器转子线圈；3—转子轴；4—分解器转子；5—分解器定子；6—变压器定子；7—变压器转子；8—变压器一次绕组；9—变压器二次绕组183.4位置检测装置3.4.2旋转变压器2．工作原理两级型旋转变压器的工作原理193.4位置检测装置3.4.3感应同步器

8、1．结构主要部件包括定尺和滑尺，定尺安装在机床床身上，滑尺则安装于移动部件上，随工作台一起移动，两者平行放置，保持0.2～0.3 mm的间隙。感应同步器的结构203.4位置检测装置3.4.3感应同步器2．工作原理感应同步器工作原理213.4位置检测装置3.4.4光栅1．光栅的结构光栅的结构223.4位置检测装置3.4.4光栅2．光栅的工作原理当