伺服驱动装置.ppt

电机应用于移动型工作台、绘图机、打印机、复印机、扫描仪等设备和计算机外设的驱动。伺服系统基本概念执行装置及其分类电气伺服驱动装置电气伺服驱动装置液压伺服驱动装置液压伺服驱动装置气压伺服驱动装置气压伺服驱动装置各执行装置的性能比较伺服系统的分类控制脉冲的数量、频率等，便可控制执行件运动的位移、速度和运动方向。
系统精度主要取决于——步进电机的角位移精度；齿轮、丝杠等传动元件的精度以及系统的摩擦、阻尼等特性。
特点：结构简单，调试、维修方便，成本低廉，但精度较差，一般用于经济型数控设备。
闭环伺服系统☆与开环系统最主要的区别是：
在执行部件上安装有检测装置，检测执行部件的实际位移，反馈到输入端，并与输入指令进行比较，求得误差，依此构成闭环控制。
☆闭环系统的精度主要取决于检测装置的精度。半闭环伺服系统机电系统中，常用的电机伺服驱动装置有：2、直流伺服电机常见步进电机外形构造步进电机内部结构步进电机内部结构步进电机分类三段式（三定子）轴向分相步进电机五定子径向分相反应式步进电机步进电机伺服驱动结构组成
1)定子：由硅钢片叠成的凸极结构，装上一定相数的控制绕组，由环形分配器送来电脉冲，对多相定子绕组轮流励磁。

2)转子：用硅钢片叠成或软
磁性材料做成的凸极结构。单段反应式步进电机的工作原理——内部结构A相定子绕组通电形成磁场步进电机节拍运动动画单相轮流通电（M相单M拍）
顺时针轮回A→B→C→A
逆时针轮回A→C→B→A
双相轮流通电（M相双M拍）
顺时针轮回AB→BC→CA→AB
逆时针轮回BA→AC→CB→BA
单双相轮流通电（M相2M拍）
顺时针轮回A→AB→B→BC→C→CA→A
逆时针轮回A→AC→C→CB→B→BA→A单段反应式步进电机的工作原理——两转子齿单段反应式步进电机的工作原理——两转子齿单段反应式步进电机的工作原理——两转子齿单段反应式步进电机的工作原理——两转子齿单段反应式步进电机的工作原理——四转子齿步距角：
步进电机的定子绕组每改变一次通电状态，转子转过的角度称步距角。
♠转子齿数越多，步距角越小
♠定子相数越多，步距角越小
♠通电方式的节拍越多，步距角越小♠控制输入给步进电机的脉冲数目可以控制步进电机的角位移电机转动的工作原理当步进电机正常运行时，若输入脉冲频率逐渐增加，则电动机所能带动的负载转矩将逐渐下降。
在使用时，要考虑动态转矩随连续运行频率的上升而下降的特点。

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矩频特性曲线图三、步进控制系统的组成典型的步进电机控制系统的组成返回直流伺服电机旋转方向电磁式直流电动机由定子磁极、转子（电枢）、换向器、电刷、机壳、轴承等构成。电动机电枢回路的电压平衡方程式为：稳态运行时，Ia等于常数，dIa/dt=0，则：电动机的转矩为：当电源电压U、励磁磁通Φ、电枢回路总电阻等于常数时，电动机的机械特性是一根向下倾斜的直线，其斜率是：他励直流电动机的固有机械特性：调压调速机械特性族：
电源电压、励磁磁通额定值分别为Un、Φn，当U从Un向减少的方向变化，所得到的机械特性族叫调压调速机械特性族。PWM
调速调磁调速机械特性族：
电源电压为Un，当调节励磁电阻或者调节励磁电压Uf，都可以改变磁通Φ，采用减小励磁的方法来改变磁通Φ，Φ<Φn所得到的机械特性族叫弱磁调速机械特性族。调磁调速机械特性：
弱磁调速时，要使电动机的输出转矩T不变，电枢电流Ia应当成比例加大。电动机输出功率：电枢电路串电阻调速机械特性族：
电源电压、励磁磁通额定值分别为Un、Φn。三、直流伺服电机的调速四、电动机与负载的匹配四、电动机与负载的匹配四、电动机与负载的匹配交流伺服电机驱动1)交流伺服电动机的工作原理工作时两个绕组中产生的电流和的相位差90°，产生旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子转动起来，转速2)伺服电机的控制:直线（线性）传动是什么？直线电动机基本
概念直线电机具有以下特点：
结构简单，使系统得到了简化，提高了可靠性，易于维护。
由于没有离心力的影响，其直线速度不受限制，则具有高的直线移动速度。
具有较高的精度，步距精度可达1微米。
推力大，反应速度快，加速性能好。
适应性强，可工作于恶劣环境。
存在端部效应，可导致损耗增加。1、确定脉冲当量
根据系统精度要求，确定脉冲当量，初选步进电机的步距角。
2、确定总传动比
为使转速、扭矩得到匹配，并使电机步距角脉冲当量得到匹配，常选取降速装置。3、计算转动惯量
绘制结构草图，计算机械传动装置及负载折算到电机轴上的等效转动惯量，如二级齿轮减速丝杠系统：

4、电机力矩计算
伺服系统必须在速度变化的情况下，能提供足够的力矩和功率，保证工作台快速跟踪指令。Ma与Mt一般不同时出现，因为许多设备是空载启动。折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的摩擦力矩折算到电机轴上的切削力矩