伺服电机控制技术.ppt

伺服电机控制技术
2 伺服电机根本构造及原理
内容
3 旋转磁场作用下的运行分析
4 伺服电机的机械特性及控制方式
5 交流伺服电机的应用
6 伺服电机选择及主要性能指标
由于我们是从事工厂自动控制方面的设备维修、维护绕组

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，因此当
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


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一样大小的磁铁N—S和N—S在空间以相反方向旋转。
零信号时的机械特性和无“自转〞现象
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。因此当控制电压UC取消变为单相运行时，电机就立即产生制动转矩，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。
零信号时的机械特性和无“自转〞现象
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。
伺服电机编码器
编码器

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

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

3、控制形式
〔1〕位置控制形式——最大输入脉冲频率500KPPS〔微分接收器〕和200KPPS〔用于开路搜集器〕
〔2〕速度控制形式—— 模拟速度指令输入：0～±10V/额定转速
〔3〕力矩控制形式——模拟力矩指令输入：0～±10V/最大力矩

M
RE
A/D
功率放大器
序列控制器
误差检出
门激励
8888888
操作人员接口
参数控制
EEPROM
保护电路
A/D
位置误差计数器
放大器
速度误差
放大器
速度检出
内速度指令
转矩限位
电流控制
PWM
电路
处理编码器信号
位置/速度
速度
转矩
位置
内
外
16位
报警信号
脉冲指令
速度指令
转矩指令
脉冲输出
LED面板
B1
B2
P
t
r
L1
L2
L3
+5V
+/-12V
门激励电源
编码器电源
4、原理框图

图 2-2 交流伺服电机系统接线示意图
交流伺服电机驱动器
连接AC220V