伺服电机控制技术.pptVIP

6.3 主要技术指标的选择 4．空载转速 定干两相绕组加上额定电压，电机不带任何负载时的转速称为空载转速n0。空载转速与电机的极数有关。由于电机本身阻转矩的影响，空载转速略低于同步速。 6.3 主要技术指标的选择 5．额定输出功率 当电机处于对称状态时，输出功率P2随转速n变化的情况如图78所示。当转速接近空载转速n0的一半时，输出功率最大。通常就把这点规定为交流伺服电动机的额定状态。对应这个状态下的转矩和转速称为额定转矩Tn。和额定转速nn。 n0 n T 0 nn T 最大功率 额定转矩TN 额定转矩TN 小 结1 交流伺服电动机主要用于自动控制系统中作为执行元件。在介绍工作原理时，引出了圆形旋转磁场的概念。旋转磁场的转速称为同步速，它由电机的极数和电源频率所决定，关系式 ns=60f/p 是一个很重要的公式。 与其它电机一样，交流伺服电动机的运行也是由于“电”和“磁”的相互作用。在圆形磁场作用下，交流伺服电动机的转速总是低于同步速，而且随着负载的变化而变化，转差率s就是表征电机转速的一个很重要的物理量。 小 结2 为了能方便地实现转速控制，伺服电动机的定子绕组做成两相绕组，并加以相移900的两相电压。通过改变控制电压的值就可达到控制转速的目的。 最后介绍了几点在使用电机时应注意的问题和主要性能指标和技术数据，可供大家选用电机时参考。 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。 UC1 UC2 UF1 UF2 3.1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＝400 Hs，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= 24000 r／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，所谓零信号，就是控制电压UC＝0，这时磁场是脉振磁场，它可以分解为幅值相等、转向相反的两个圆形旋转磁场，其作用可以想象为有两对相同大小的磁铁N—S和N—S在空间以相反方向旋转。 4.2 零信号时的机械特性和无“自转”现象 4.2 零信号时的机械特性和无“自转”现象 当电阻已增大到使临界转差率＞1的程度时，合成转矩曲线与横轴相交仅有一点(S＝1处)，而且在电机运行范围内，合成转矩均为负值，即为制动转矩。因而当控制电压UC取消变为单相运行时，电机就立刻产生制动转矩，与负载阻转矩一起促使电机迅速停转，这样就不会产生自转现象。 4.2 零信号时的机械特性和无“自转”现象 4.3伺服电机控制方式及特性 设电机的负载阻转矩为TL，控制电压0.25UC时,电机在特性点A运行，转速为na，这时电机产生的转矩与负载阻转矩相平衡。当控制电压升高到0.5UC时，电机产生的转矩就随之增加C，由于电机的转子及其负载存在着惯性，转速不能瞬时改变，因此电机就要瞬时地在特性点C运行，这时电机产生的转矩大于负载阻转矩，电机就加速，一直增加到nb，电机就在B点运行。 伺服电动机的机械特性 A B C 结论：改变控制电压的大小，就实现了转速的控制 5 交流伺服电机的应用 编码器 部分 安装在电机后端，其转盘（光栅）与电机同轴。 5V 5V 0V 0V 伺服电机控制精度取决于编码器精度。 5.1 伺服电机编码器 编码器 5.2伺服电机驱动器 1、主要功能 （1）根据给定信号输出与此成正比的控制电压UC； （2）接收编码器的速度和位置信号； （3）I/O信号接口 5.2伺服电机驱动器 数码显示窗口 参数设置键 计算机RS232口 I/O信号接口 编码器信号接口 电机电源输入输出接线端子 2、外部组成 5.2伺服电机驱动器 3、控制模式