第二章 数控系统(位移与速度检测)

1、图2-25 闭环和半闭环伺服系统构成框图插补输出指令位移 速度调节器 电流调节器驱动放大器 伺服电动机电流检测 与反馈 位置调节器机械传动机构执行件位置检测 与反馈半闭环半闭环闭环速度检测 与反馈-+检测反馈实际位移进给伺服驱动单元（速度控制单元）图2-26 电气进给伺服系统构成和工作过程框图AACBBSNSSNNC转子各相定子936936936A相通电B相通电C相通电顺时针转3顺时针转3A相通电磁力线1234a)b)1-绕组 2-定子铁心 3-轴 4-转子铁心a) 横截面图 b) 转子和定子齿周向展开图mzk360图 2-27 步进电动机的矩角特性0 /2-/2-最大静转矩静稳定区稳定平衡点

2、不稳定平衡点不稳定平衡点环行分配器步进电动机图2-28 三相步进电动机驱动器构成原理指令脉冲功率放大器功率放大器功率放大器图2-29 CH250管脚及典型应用接线图123487651314151612 11 10 9UDUSJ3LJ3rCBAR2R1J6rJ6LEN CLUD16EN69107CLJ6LJ6r12旋转方向指令脉冲12V1F100kR1R2J3LJ3rUS14158BCA111213 图2-30 高低压功率放大电路100RW+80V输入VT1VT2VT4RVT3+12V0.1F18181k200TIVD4VD1VD2VD5VD3图2-31 永磁式直流伺服电动机的基本结构1-外壳

3、2-转子绕组 3-永久磁钢的定子磁极4-转子铁心 5-换向器 6-电刷234561TCCRCUnTeaea2图2-32 他励直流电动机电路原理MUaUf激磁电压IaEa+-+-M图2-33 晶体管脉宽调制调速系统的组成原理+- 电流调节器 速度调节器-+脉宽调制器整流器电流传感器电流反馈电路速度反馈电路速度传感器速度指令基极驱动电路功率放大器三相交流电源图 2-34 双 极 性 开 关 功 率 放 大 器iaiatub1uaa)b)c)MV T3V T4ub3V T1V T2ub4ub1ub2ub2ub3ub4ttttttttttub4ub3ub2ub1tia+ ESV D1V D2V D3V

4、 D4uaABTt0t1t2t3t4 EST/ 2ESua-ES- ESV T1R1 0V D1R9R1 1R8R6R7ESR1 5R1 2V D2R1 3V T2R1 4图 2 -3 5 脉 宽 调 制 器ub 4ub 3b )a )ub 1ub 1ub 2ue rQ3+-Q4Q6Q5ub 4ub 3R2 2V T4R2 1V D4R2 0R2 3R1 8R1 9R1 6V D3R1 7V T3-+Q7R2 8R2 5R2 7R2 4R2 6-+Q1R1C1R4R3Q2+-R2R5C2uAuBuAuBuA+ ue rtue rttttub 2tt-ue ruA-ue r-+-+图2-36 永

5、磁同步交流伺服电动机的结构示意1-轴 2-定子绕组 3-定子 4-转子 5-脉冲编码器 6-转子永久磁铁 7-轴向通风孔6LLL-L1457图2-37 永磁同步交流伺服电动机工作原理示意NSNSnsnsnpfnns/60MS图2-38 永磁同步交流伺服电动机的速度控制系统组成原理+- 电流调节器 速度调节器-+电流传感器电流反馈电路速度反馈电路速度传感器速度指令逆变器三相交流电源功率放大主回路整流和滤波器PWM调制器U/f变换器PWM变频器ut图2-39 与正弦波等效的不等宽的矩形脉冲tu图2-40 单相双极性SPWM调制器-+Q1C1R4R5Q2+-R3RFC2u2u1R1R2VD1VD2-

6、+Q3uoR7R6VD4VD3R8usa12ut图 2 - 4 2 S P W M 变 频 器 工 作 波 形 图tutuutttusutumutus aus bus cum a(或Ua)um b(或 Ub)um c(或 Uc)uu+ ud(或 +U s )- ud(或 -U s )+ ud(或 +U s )- ud(或 -U s )t+ ud(或 +U s )- ud(或 -U s )+ ud- ud 单 相 双 极 性S P W M 调 制 三 相 双 极 性S P W M 调 制图 2-41 双 极 性 SPW M 功 率 放 大 主 回 路VT5VT6VD11VD12UaVD10VD9VT4VT3VT1VT2uma umaVD7VD8AVD6VD3VD2VD5VD4VD1380V50HzC1umb umb umcumcAUs+Us/2-Us/2UbUc图 2-43 半 闭 环 数 字 脉 冲 比 较 伺 服 系 统