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本文主要介紹2012年注冊資產(chǎn)評估師考試《機電設(shè)備評估基礎(chǔ)》第五章 數(shù)控機床及工業(yè)機器人的知識點精講輔導(dǎo),希望對您的復(fù)習(xí)有所幫助!!
第三節(jié) 數(shù)控機床的伺服驅(qū)動系統(tǒng)
★★★一、概述
(一)伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類
按控制對象和使用目的
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進給伺服系統(tǒng);主軸伺服系統(tǒng);輔助伺服系統(tǒng)
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按伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論
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開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)。
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按驅(qū)動部件的動作原理
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電液控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng),其中,電氣控制系統(tǒng)分為步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)。
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按反饋比較控制方式
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脈沖比較、相位比較、幅值比較和全數(shù)字等伺服系統(tǒng)。
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(二)數(shù)控機床對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求
對進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求:高精度;快速響應(yīng),無超調(diào);調(diào)速范圍寬;低速大轉(zhuǎn)矩;可靠性高。
對主軸驅(qū)動系統(tǒng)的要求:保持恒功率輸出;主軸驅(qū)動與進給驅(qū)動實行同步控制;恒線速切削功能;高精度的停位控制功能;具有角度的控制功能。
★★二、步進電動機及其驅(qū)動
步進電動機
優(yōu)點:精確(體現(xiàn)在三個方面);缺點:過載差。
1.反應(yīng)式步進電動機
2.永磁感應(yīng)子式步進電動機
由于在磁路中含有永久磁鋼,永磁感應(yīng)子式步進電動機的定子繞組斷電后,仍有一定的定位轉(zhuǎn)矩。
3.步進電動機的主要性能指標(biāo)。步進電動機的主要性能指標(biāo)有:步距精度、最大靜轉(zhuǎn)距、起動頻率、連續(xù)運行頻率。
★★★三、直流伺服電動機及其速度控制
(一)直流伺服電動機
1.直流主軸電動機。直流主軸電動機的結(jié)構(gòu)與普遍直流電動機的結(jié)構(gòu)基本相同。
不同點:在主磁極上有補償繞組;采用軸向強迫通風(fēng)冷卻或熱管冷卻;尾部有測速反饋元件(主要是測速發(fā)電機)。
在基本速度nj以下為恒轉(zhuǎn)矩范圍,在基本速度nj以上為恒功率范圍。通常恒轉(zhuǎn)矩速度范圍與恒功率速度范圍之比為1:2。
2.進給直流伺服電動機
永磁直流伺服電動機由電動機本體和檢測部件組成。永磁直流伺服電動機的定子磁極是一個永磁體。
永磁直流伺服電動機的轉(zhuǎn)子分為小慣量型和普通型兩類。
小慣量型轉(zhuǎn)子又可分無槽轉(zhuǎn)子、空心杯形轉(zhuǎn)子和印刷繞組轉(zhuǎn)子。
伺服電動機的工作區(qū)域被溫度極限線、轉(zhuǎn)速極限線、換向極限線、轉(zhuǎn)矩極限線以及瞬時換向極限線劃分成三個區(qū)域。
(二)直流伺服電動機的速度控制方法
1.直流主軸電動機的速度控制方法
直流主軸電動機的調(diào)速系統(tǒng)為雙域調(diào)速系統(tǒng),由轉(zhuǎn)子繞組控制回路和磁場控制回路兩部分組成。
在轉(zhuǎn)子繞組控制回路中,通過改變轉(zhuǎn)子繞組電壓(即外加電壓)調(diào)速,適于基本速度以下的恒轉(zhuǎn)矩范圍。
在磁場控制回路中,通過改變勵磁電流I f調(diào)速,適于基本速度以上的恒功率范圍。
2.永磁直流伺服電動機的速度控制。
常采用的調(diào)速系統(tǒng)有兩種,即晶閘管調(diào)速系統(tǒng)和晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。
★★★四、交流伺服電動及其速度控制
(一)交流伺服電動機
1.交流主軸電動機
特點:
(1)沒有外殼
(2)軸向通風(fēng)孔。
(3)轉(zhuǎn)子做成細(xì)長型。
(4)尾部都同軸安裝有脈沖發(fā)生器(或脈沖編碼器)。
(5)外形多邊形
2.永磁同步交流伺服電動機。主要由定子、轉(zhuǎn)子和檢測部件三部分組成:
轉(zhuǎn)子是永久磁鐵。
交流伺服電動機的機械特性要比直流伺服電動機的機械特性更硬,其直線更接近水平線。
(二)交流伺服電動機的速度控制方法
1.交流主軸電動機的速度控制
廣泛采用矢量控制調(diào)速。
2.永磁同步交流伺服電動機的速度控制
由同步電動機的轉(zhuǎn)速計算公式可知,可以通過改變電源頻率來實現(xiàn)調(diào)速的要求。改變頻率可以采用交-直-交變頻器或交-交變頻器。
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