第6章开环伺服系统

null第6章      数控机床的伺服系统 6.1      概述第6章      数控机床的伺服系统 6.1      概述一、 伺服系统的组成 数控机床的伺服系统按其功能可分为：进给伺服系统和主轴伺服系统。 主轴伺服系统用于控制机床主轴的转动。 进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统，通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构及执行部件组成。 进给伺服系统的作用：接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电机、功率步进电机等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。 数控机床的进给伺服系统能根据指令信号精确地控制执行部件的运动速度与位置，以及几个执行部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。 如果把数控装置比作数控机床的“大脑”，是发布“命令”的指挥机构，那么伺服系统就是数控机床的“四肢”，是执行“命令”的机构，它是一个不折不扣的跟随者。  图6-1 闭环进给伺服系统结构 数控机床闭环进给系统的一般结构如图，这是一个双闭环系统，内环为速度环，外环为位置环。速度环由速度控制单元、速度 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 装置等构成。速度控制单元是一个独立的单元部件，它是用来控制电机转速的，是速度控制系统的核心。速度检测装置有测速发电机、脉冲编码器等。位置环是由CNC装置中的位置控制模块、速度控制单元、位置检测及反馈控制等部分组成。 由速度检测装置提供速度反馈值的速度环控制在进给驱动装置内完成，而装在电动机轴上或机床工作台上的位置反馈装置提供位置反馈值构成的位置环由数控装置来完成。伺服系统从外部来看，是一个以位置指令输入和位置控制为输出的位置闭环控制系统。但从内部的实际工作来看，它是先把位置控制指令转换成相应的速度信号后，通过调速系统驱动伺服电机，才实现实际位移的。null伺服驱动系统的选用 1）精度要求：定位精度、重复定位精度、加工精度 2）稳定性：达到平衡状态的能力 3）响应速度：跟踪指令信号的速度 4）调速范围：最高转速与最低转速之比Rn=nmax/nmin 5）低速转距特性:低速时转距输出能力 关于定位精度和重复定位精度 定位精度：移动件到达指令位置的准确度 重复定位精度：移动件在任意定位点的定位一致性二、对伺服系统的基本要求第二节 开环伺服系统 第二节 开环伺服系统 一、组成 伺服驱动单元、执行元件、传动机构 二、步进电机将电脉冲转变成机械角位移的装置 第六章 伺服驱动系统 返回下一页上一页1.分类1.分类第六章 伺服驱动系统按输出转矩分： 伺服步进电机、功率 步进电机。 按励磁相数分： 三相、六相、五相、六相、八相 等 按工作原理分： 反应式、激磁式、混合式（永磁反应式） 返回下一页上一页2.步进电机的结构2.步进电机的结构第六章 伺服驱动系统步进电机由转子和定子两部分组成定子上有绕组分为若干相，每相磁极上有极齿。左图为三相定子：AA’,BB’,CC’ A、B、C三相每相两极， 每极上五个齿1) 定子五个极齿2.步进电机的结构2.步进电机的结构第六章 伺服驱动系统定子上线圈的绕法下一页上一页返回2) 转子2) 转子2.步进电机的结构第六章 伺服驱动系统转子上有均匀分布的 齿，没有绕组。转子齿间夹角为9o左图为一转子示意图：以四十齿为例来说明步进电机的原理下一页上一页返回3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统3. 步进电机的实物图 3. 步进电机的实物图 第六章 伺服驱动系统4.工作原理4.工作原理如果A相通电则转子齿与A相极齿对齐，这时在B相两极下 定子齿与转子齿中心线并不对齐，而是转子齿中心线较定 子齿中心线反时针方向落后1/3齿距，即3o。因此，当通电状态由A相变为B相时，转子顺时针方向 转过3o，C相通电再转3o。C相下，转子齿超前6o。第六章 伺服驱动系统null第六章 伺服驱动系统下一页上一页返回 通断电方式(工作方式)4.工作原理4.工作原理第六章 伺服驱动系统定子绕组通断电顺序 → 转子转向 定子绕组通断电转换频率 → 转子转速 定子绕组通断电次数 → 转子转角 下一页上一页5.主要控制特性5.主要控制特性第六章 伺服驱动系统下一页上一页1) 步距角（θ）及步距误差1) 步距角（θ）及步距误差 步距角是两个相临脉冲时间内转子转过的角度,一般来 说步距角越小,控制越精确。 第六章 伺服驱动系统5.主要控制特性步距误差直接影响执行部件的定位精度. 步进电动机单相通电时,步距误差取决于定子和转子的分齿 精度,和各相定子错位角度的精度。多相通电时,其不仅与上述因素有关,还和各相电流大小,磁 路性能有关。返回下一页上一页null 2）静态转矩与矩角特性 当步进电机上某相定子绕组通电之后，转子齿将力求与定子齿对齐，使磁路中的磁阻最小，转子处在平衡位置不动（θ＝0）。如果在电机轴上外加一个负载转矩Mz，转子会偏离平衡位置向负载转矩方向转过一个角度θ，角度θ称为失调角。有失调角之后，步进电机就产生一个静态转矩（也称为电磁转矩），这时静态转矩等于负载转矩。静态转矩与失调角θ的关系叫矩角特性，如图6-6所示，近似为正弦曲线。该矩角特性上的静态转矩最大值称为最大静转矩。在静态稳定区内，当外加负载转矩除去时，转子在电磁转矩作用下，仍能回到稳定平衡点位置（θ＝0）。第六章 伺服驱动系统图6-6 静态矩角特性aa b3）最大启动转矩Mq 图6-7为三相单三拍矩角特性曲线，图中的A、B分别是相邻A相和B相的静态矩角特性曲线，它们的交点所对应的转矩是步进电机的最大启动转矩Mq 。如果外加负载转矩大于Mq ，电机就不能启动。如图6-7所示,当A相通电时，若外加负载转矩Ma> Mq ，对应的失调角为θa ，当励磁电流由A相切换到B相时，对应角θb ，B相的静转矩为Mb。从图中看出Mb< Mq,电机不能带动负载做步进运动，因而启动转矩是电机能带动负载转动的极限转矩。图6-6 三相单三拍步进电机的启动转矩MbMaθA B C图6-7 步进电机的启动转矩MqMaθ a(θ b)4）最高启动频率4）最高启动频率步进电机工作频率连续上升时，电动机不失步运行的最 高频率称为最高工作频率。很显然，在同样负载下，因运行时转动惯量的影响比起动时大大减小，所以fmax 》fq.第六章 伺服驱动系统5.主要控制特性空载时，步进电机由静止突然启动，并不失步的进入稳速运行，所允许的启动频率的最高值为最高启动频率.启动时频率大于最高启动频率时步进电机不能正常工作，最高启动频率与步进电机的惯性负载有关。起动频率低于连续运动频率,因为起动时电机既要克服负载力矩,又要克服惯性力矩，且负载越大，fq越低。 .5）最高工作频率null第六章 伺服驱动系统在连续运行状态下，步进电机的电磁力矩随频率的升高而 急剧下降，这两者的关系称为矩频特性.6）矩频特性null7)加减速特性 步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止的加减速过程中，定子绕组通电状态的变化频率与时间的关系. 当要求步进电机启动到大于突跳频率的工作频率时，变化速度必须逐渐上升 同样,当要求步进电机从最高工作频率或高于突跳频率的工作频率停止时，变化速度必须逐渐下降 逐渐上升或下降的加速时间、减速时间不能过小，否则会出现失步或超步一般用加速时间常数Ta和减速时间常数Td来描述步进电机的升速和降速特性第六章 伺服驱动系统步进电机开环伺服应用实例步进电机开环伺服应用实例步进电机转子有80个齿，采用三相六拍驱动方式，经丝杠螺母传动副驱动工作台做直线运动，丝杠的导程为5mm，工作台移动最大速度为6mm/s。求： (1)步进电机的步距角=？ (2)工作台的脉冲当量？ (3)步进电机的最高工作频率？解：(1) (2) 丝杠导程×步距角/360° =5×0.75°/360°=0.01(mm/脉冲) (3) 6.步进电机的选择6.步进电机的选择第六章 伺服驱动系统1)步进电机选择原则： ① 步矩角与机械系统相匹配，以得到系统所需的 ② 保证电机输出转矩，大于负载所需转矩 ③ 能与机械系统的负载惯量相匹配 为使电机具有良好的起动性能及较快的响应速度 推荐 Jleq/Jm<=4 式中 Jleq为系统等效负载转动惯量 Jm 为电机转动惯量 ④ 电机运行速度和最高工作频率能满足工作台切削加工 和快移要求。  =   t/360i下一页上一页2)步进电机选择步骤2)步进电机选择步骤第六章 伺服驱动系统 ① 初定步进电机步距角，计算减速比，确定齿轮副 初选步进电机型号，根据其工作方式，初定步距角 i=Z1/Z2=   t / 360  确定齿轮副齿数时，尽量选择一级降速;若需二级，则降速比大的齿轮副应远离电机， 以利于提高传动系统的刚度和精度。下一页上一页θ: 步进电机步距角, (o)/脉冲 t : 滚珠丝杆导程，mm δ: 脉冲当量，mm/脉冲2)步进电机选择步骤2)步进电机选择步骤第六章 伺服驱动系统 ② 计算惯量 下一页上一页设传动系统如右图所示：伺服系统总惯量JG为 JG=Jm+Jleq式中：Jm ——步进电机转子转动惯量 Jleq —— 换算到电机轴上的等效负载转动惯量② 计算惯量② 计算惯量第六章 伺服驱动系统2)步进电机选择步骤 nm —— 步进电机速度 r/min ni —— 第i个转动部件的转速r/minJi —— 第i个转动部件的转动惯量 kg . m2Vj —— 第j个移动部件的移动速度 m/minMj —— 第j个移动部件的质量 kg② 计算惯量② 计算惯量第六章 伺服驱动系统2)步进电机选择步骤图示的一级齿轮减速系统V=nz2 . t式中 V——工作台移动速度 m/min t——丝杆导程 m② 计算惯量② 计算惯量第六章 伺服驱动系统2)步进电机选择步骤式中 Jz1 —— 齿轮1的转动惯量 kg . m2 Jz2 —— 齿轮2的转动惯量 kg . m2 Js —— 丝杆2的转动惯量 kg . m2 Mw —— 工作台的质量 kg② 计算惯量 ② 计算惯量 第六章 伺服驱动系统2)步进电机选择步骤其中 ，齿轮、丝杆的转动惯量（J）可按圆柱体转动惯量计算式中 D —— 齿轮分度圆直径或丝杆名义直径 mm L —— 齿轮宽度或丝杆长度 mm γ—— 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 比重 kg/cm3② 计算惯量② 计算惯量第六章 伺服驱动系统2)步进电机选择步骤对下图所示的二级齿轮减速系统null ③ 计算转矩 系统所需转矩包括加速转矩和等效负载转矩 快速空载启动时所需转矩M M = Mamax+Mf式中: Mamax ——快速空载启动时产生最大加速度所需转矩 Nm Mf ——克服摩擦力所需转矩 Nm2)步进电机选择步骤第六章 伺服驱动系统 ③ 计算转矩 ③ 计算转矩 2)步进电机选择步骤第六章 伺服驱动系统 ③ 计算转矩 ③ 计算转矩 2)步进电机选择步骤第六章 伺服驱动系统对于空载启动时ω0=0，T为升速 时间常数，则ωt为升速 T秒后电机的角速度此时的等效负载转矩主要是T作台移 动的磨擦力引起的。式中 μ工作台与导轨之间的磨擦系数 W为工作台和工件的总重量 N ③ 计算转矩 ③ 计算转矩 2)步进电机选择步骤第六章 伺服驱动系统Nm为电机转速 r/min t 为丝杆导程 mmVw为工作台的移动速度 m/min ③ 计算转矩 ③ 计算转矩 2)步进电机选择步骤第六章 伺服驱动系统最大切削力时所需转矩M为了安全，此时不仅要考虑最大切削力，而且还应考虑在切 削过程中产生相庆加速度所需转矩，这时所需转矩M为：式中 Mat为切削时产生加速度所需加速转矩 N·m Mf为克服磨擦所需转矩 N·m Mt为克服切削力所需转矩 N·m ③ 计算转矩 ③ 计算转矩 2)步进电机选择步骤第六章 伺服驱动系统null第六章 伺服驱动系统④ 计算步进电机运行频率 工作台快速空载速度Vmax 电机最高工作频率fmax 工作台工作进给时的最低速度Vmin 电机最小运行频率fmin 工作台工作进给时的最高速度VF  电机最大运行频率fF 伺服系统在 fmin – fF 范围内可用软件实现无级调速 f= V / 60式中 , V ——工作台进给速度 mm/min下一页上一页2)步进电机选择步骤确定步进电机型号确定步进电机型号第六章 伺服驱动系统根据步进电机最高工作频率fmax和正常工作进给频率fmin~fF， 以及快速空载启动和最大切削力时所需转矩，选择步进电机 型号，主要从两方面考虑: ⅰ) 步进电机启动矩频特性定否能满足要求 查电机启动矩频特性曲线，得到对应于最高工作频率fmax， 电机能提供的启动力矩Mq。 若Mq 大于计算出的快速空载启动 所需力矩，则说明所选步进电机能满足快速空载启动时所需启 动力矩要求。 下一页上一页2)步进电机选择步骤ⅱ) 步进电机运行矩频特性是否能满足要求ⅱ) 步进电机运行矩频特性是否能满足要求第六章 伺服驱动系统 查电机运行矩频特性曲线，得到对应于正常工作进给最大运行频率fF电机所能提供的力矩M。 若M大于计算出的最大切削力所需转矩，则说明所选电机 能满足伺服系统正常工作时所需力矩要求。 下一页上一页2)步进电机选择步骤3) 步进电机选择实例3) 步进电机选择实例第六章 伺服驱动系统例：一个工作台驱动系统如图所示，已知参数见表1，工作台与导轨磨擦系数为0.04，加速时间0.25s，求转换到电机轴上的等效转动惯量和等效力矩。3) 步进电机选择实例3) 步进电机选择实例第六章 伺服驱动系统例：一个工作台驱动系统如图所示，已知参数见表1，工作台与导轨磨擦系数为0.04，加速时间0.25s，求转换到电机轴上的等效转动惯量和等效力矩。3) 步进电机选择实例3) 步进电机选择实例第六章 伺服驱动系统例：一个工作台驱动系统如图所示，已知参数见表1，工作台与导轨磨擦系数为0.04，加速时间0.25s，求转换到电机轴上的等效转动惯量和等效力矩。计算转矩：三.步进伺服驱动电路三.步进伺服驱动电路第六章 伺服驱动系统下一页上一页 步进电机驱动线路完成由弱电到强电的转换和放大，也就是将逻辑电平信号变换成电机绕组所需的具有一定功率的电流脉冲信号。驱动控制电路由环形分配器和功率放大器组成。环形分配器是用于控制步进电机的通电方式的，其作用是将数控装置送来的一系列指令脉冲按照一定的顺序和分配方式加到功率放大器上，控制各相绕组的通电、断电。环形分配器功能可由硬件或软件产生，硬件环形分配器是根据步进电机的相数和控制方式设计的，数控机床上常用三相、四相、五相及六相步进电机。三.步进伺服驱动电路三.步进伺服驱动电路第六章 伺服驱动系统（一）脉冲分配 按一定的规律将进给脉冲分配给步进电机定子绕组的各相。 实现 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ：1. 硬件集成脉冲分配器TTL: B013, BY014 BY015, BY016CMOS: CH250下一页上一页null 如图6-8所示，该线路由与非门和J－K触发器组成。指令脉冲加到三个触发器的时钟输入端CP，旋转方向由正、反控制端的状态决定。QA, QB, QC为三个触发器的Q端输出，连到A、B、C三相功率放大器。若“1”表示通电，“0”表示断电，对于三相六拍步进电机正向旋转，正向控制端状态置“1”，反向控制端状态置“0”。初始时，在预置端加上预置脉冲，将三个触发器置为100状态， 。当在CP端送入一个脉冲时，环形分配器就由100状态变为110状态，随着指令脉冲的不断到来，各相通电状态不断变化，按照100→110→010→011→001→101即A→AB→B→BC→C→CA次序通电。步进电机反转时，由反向控制信号“1”状态控制（正向控制为“0”），通电次序为A→CA→C→CB→B→BA→A。三.步进伺服驱动电路三.步进伺服驱动电路第六章 伺服驱动系统（一）脉冲分配 2. 软件移位法查表法返回下一页上一页null 查表法软件脉冲分配 在计算机控制的步进电动机驱动系统中，通常采用软件的方法实现环形脉冲分配。下图所示是一个8031单片机与步进电动机驱动电路接口的框图。P1口的三个引脚经过光电隔离/功率放大后，分别与电动机的A、B、C三相连接。当采用三相六拍方式时，电动机正转的通常顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A；电动机反转的顺序为A-AC-C-CB-B-BA-A。它们的环形分配如表6-4所示。设P1口的某位高电平时，相应的电动机相通电。第六章 伺服驱动系统null第六章 伺服驱动系统null把表中的数值按顺序存入内存的EPROM中，并分别设定表头的地址为TAB0。计算机的P1口按从表头开始逐步加1的顺序变化，电动机正相旋转，如果按从TAB5，逐步减1的顺序变化，电动机则反转。控制电动机方向、速度的子程序流程图和源程序如下所示。 子程序的入口、出口如下： 入口：R6：步进电动机步数； R5：正反转控制，R5=0时为正，R5>0或R5<0时为反； R7：TAB数据表指针。 以上参数在主程序中给定。 出口：R7：子程序结束时电动机的状态，供下次调用时参考。null源程序如下： SBU1： MOV DPTR，#TAB AJMP REDO ；转移去判断正反转 DRIVER： MOV，R7 ；驱动步进电动机 MOV A，A+DPTR MOV P1，A ACALL DELAY ；调延时子程序 DJNZ R6，REDO ；距离不为0转移 MOV R7，A ；为0保存指针后返回 RET REDO： CJNE R5，#00，NON ；如为反转则转移 CJNE R7，#05，L1 ；正转：指针不到数组尾转移 MOV R7，#00H ；否则指针清零 AJMP DRIVER L1： INC R7 ；指针加1 AJMP DRIVER NON： CJNE R7，#00H，L2 ；反转：指针不在数组首转移 MOV R7，#05H ；否则指针置5 AJMP DRIVER L2： DEC R7 ；指针减1 TAB： DB 01H，03H，02H，06H，04H，05Hnull这里省略了延时子程序，通过改变延时时间的长短来控制电动机的速度。在以计算机为控制核心的经济型数控机床中采用软件进行脉冲分配已形成趋势。虽然软件脉冲分配增加了编程的复杂程度，但它省去了环形脉冲分配器，系统减少了器件，降低了成本，也提高了系统的可靠性。 （二）步进电机驱动电源（二）步进电机驱动电源第六章 伺服驱动系统1．对驱动电源的要求 实际上，步进电机是感性负载，绕组中电流不能突变，而是按 指数规律上升或下降,从而使整个通电周期内，绕组电流平均值下降，电机输出转矩下降。 理想驱动电源使电机绕组电流 尽量接近矩形波。 而当电机运行频率很高时，电流峰值 显著小于额定励磁电流，从而导致电机 转矩进一步下降，严重时不能启动。 下一页上一页null第六章 伺服驱动系统 上升时电流时间常数 Ti = L/R L——步进电机绕组平均电感量 R——通电回路电阻，包括： 绕组内阻、功率放大器输出级内阻、串联电阻 下降时电流时间常数 Td = L/RD RD——放大回路电阻 为了提高步进电机动态特性，必须改善电流波形， 使前后沿陡度增大，方法有： 下一页上一页1) 电阻法1) 电阻法第六章 伺服驱动系统 从 Ti=L/R 知，为  ， 可 R， 故可在进电机绕组回路中串联一个电阻Ro 此时， Ti = L/( r+R0 ) 特点：线路简单，但 Ro ( 10Ω)上消耗一定功率， 发热量大，也降低了放大器的效率，只适于小功率步进电机。 下一页上一页2) 电压法 2) 电压法 第六章 伺服驱动系统 电感绕组通电状态时，绕组上电流为 Im=(E/r) (1-e-t/Ti ) E——电源电压 电流增长率为 dE/dt= Im=(E/r) (1-e-t/Ti )可见，增大电源电压可以有效地改善电流上升陡度 特点：线路复杂，需采用双电源，但效率较高，效果好， 适于中小型功率步进电机。 下一页上一页2．单电压型驱动电源2．单电压型驱动电源返回下一页上一页第六章 伺服驱动系统 电容C: 在接通瞬间短接R 电流由 ELCT1 故C称 加速电容 电阻Rc: 在电流达到恒定后还起限流作用， 改变了时间常数 ，提高了响 应速度，此时电流由 ELRcT1 RaRcRLnull返回下一页上一页第六章 伺服驱动系统 输入脉冲消失后，T1截止， L两端将产生一感应电压。 V=L(di/dt)，由于T1关断时间dt很短， 故感应电压U很大，将击穿晶体管， 为此增加二极管 D 续流，续流电流: LRcDL 2．单电压型驱动电源RcRL3．高低压双压型驱动电源3．高低压双压型驱动电源第六章 伺服驱动系统 而T2在高压控制电路下导通 时间t1较短 (100-600 s) 绕组在高压 EH下电流 迅速增大至额定值， 此时低压 EL无效。 输入脉冲信号为“0”时， T1、T2均截止，IL=0 输入信号为“1”时，T1 导通 t1之后，T2截止，低压供压，维持绕组所需的额定电流Ie下一页上一页3．高低压双压型驱动电源3．高低压双压型驱动电源第六章 伺服驱动系统 输入脉冲信号消失(为“0”)， T1、T2均截止， L上电流经放电回路： LRoD2EHELD1L 迅速下降 EH供电，励磁电流前沿电流 Ip=[EH/(r+R0)](1-e-t/Ti ) 由此计算t1 t1=T/n {EH/[EH+ In (r+R0)]}In—要求高压通电， 电流达到的数值下一页上一页存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：第六章 伺服驱动系统绕组上电流Il 随外加电压(EH、EL)变化而变化， 当外加电压变化时，电机特性变差，工作不稳定 绕组电流波形下凹， 使电机输出转矩降低 3) R的存在使效率降低 返回存在的问题：下一页上一页4．电流斩波型4．电流斩波型第六章 伺服驱动系统 在绕组回路中串接电流检测电路： 当绕组电流下降至一定下限时， 由检测电路发生信号、控制 高压管再度接通，使绕组 电流回升； 当电流增至某一上限时，再次断开高压源。下一页上一页特点：结构复杂、响应速度快、驱动能力强、功耗低、噪声大。 应用：大（中）型功率步进电机的驱动null返回下一页上一页第六章 伺服驱动系统5．细分驱动电源 5．细分驱动电源 第六章 伺服驱动系统下一页上一页null步进电机细分驱动： 切换时，绕组电流并非全部切除或通入，只改变额定值的一部分（如1/4)，转子也只转动步距角的一部分（如1/4)。null下一页上一页第六章 伺服驱动系统null第六章 伺服驱动系统返回下一页上一页null四、提高步进电机伺服系统精度的措施 存在的问题：无位移检测元件，定位精度主要取决于传动精度 改善措施 反向间隙补偿：在换向时通过附加脉冲进行补偿 螺距误差补偿：采用机械样板或附加脉冲进行补偿 反馈补偿：通过检测器进行系统误差检测，周期性地发出补偿脉冲。 第六章 伺服驱动系统null下一页上一页第六章 伺服驱动系统步进电机返回步进电机功率驱动器第六章 伺服驱动系统步进电机功率驱动器下一页上一页返回步进电机功率驱动器下一页上一页第六章 伺服驱动系统步进电机功率驱动器返回null步距角越小，意味着它所能达到的位置精度越 ；步进电机的步距角计算公式为 ；齿距角的计算公式为 ； 一个齿距角的电角度是 ；一个步距角的电角度是 ；在数控制机床中常采用的步距角是 。 第二节 开环伺服系统 习 题 =360o/mzkz=360/z360o=360o/mk高3o 1.5o 0.75o下一页上一页习 题习 题7. 三相步进电机为什么常采用三相六拍驱动方式，而很少采 用三相三拍驱动方式？第二节 开环伺服系统答：三相三拍驱动时，三相绕组是按A→B→C→A…或 A→C→B→A→…的顺序通电，而三相六拍驱动方式是按 A→AB→B→BC→C→CA→A→…顺序通电（或相反方向）。由 于三相六拍制在转换时始终保持有一相线圈通电，故其工作稳 定性好，而且步距角比三相三拍驱动方式缩小了一半，可以提 高位置精度。 下一页上一页返回习 题习 题8. 常用步进电动机的性能指标有哪些？ 第二节 开环伺服系统答：(1) 静态距一角特性和最大静态转矩。 (2) 启动转矩。 (3) 空载启动频率。 (4) 矩频特性。下一页上一页返回习 题习 题第二节 开环伺服系统9.为什么步进电机的输出转矩随其运行频率的增高而逐渐减小？ 答：因为步进电机的绕组是感性负载，在通电或断电时，绕组 电流不能突变而是按指数规律变化。在绕组通电时，电流逐渐 上升，从而有效转矩较小。绕组断电时，电流亦逐渐下降，残 余电流产生与转动方向相反的力矩。这些都使电机产生的平均 转矩下降。另外，由于运行频率的提高，磁力线变化加剧，使 涡流损耗增加，也造成输出转矩的下降 下一页上一页返回习 题习 题第二节 开环伺服系统10. 已知脉冲当量0.005mm，步进电机步距角为0.75°，滚珠丝杠基本导程为4mm，求减速器的传动比 .所以，减速器传动比为 5:3。下一页上一页返回解：i=（丝杠导程×步距角）/（脉冲当量× 360°） =（4 × 0.75°）/（0.005 × 360° ）=5/3本节结束，请返回本节结束，请返回返回上一页