伺服电机与伺服控制系统原理全ppt课件.ppt
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1、采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物课题二伺服电机与伺服控制系统原理指导老师:段建中 学生:虎鑫 学号:12007240649 2012-3-15采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物 基本概念的介绍与举例 伺服电机原理介绍 伺服控制系统介绍 总结内容采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物 “伺服伺服”词源于
2、希腊语词源于希腊语“奴隶奴隶”的意的意思。思。一、“伺服”的含义 Servomechanism采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物伺服系统应用举例(2)机械手手臂伸缩运动的电液伺服系统原理图。1电放大器 2电液伺服阀 3液压缸 4机械手手臂 5齿轮齿条机构 6电位器 7步进电机 采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物伺服系统应用举例(1)图图1.7 液压仿形车床工作原理图液压仿形车床工作原理图 1.2.
3、3.4节流口5工件6刀具7样件8触销9油缸10油泵采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物二二. 伺服系统的定义:伺服系统的定义: (servomechanism)(servo-system) 伺服系统是指实现输出变量精确地跟随或复现输入变量的控制系统。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物伺服电机伺服电机(伺服电机(servo motor ) 伺服电动机又称执行电动机,在自动控伺服电动机又称执行电动机,在
4、自动控制系统中,制系统中,它的转矩和转速受信号电压控它的转矩和转速受信号电压控制制。当信号电压的大小和相位发生变化时,。当信号电压的大小和相位发生变化时,电动机的转速和转动方向将非常灵敏和准电动机的转速和转动方向将非常灵敏和准确地跟着变化。当信号确地跟着变化。当信号消失消失时,转子能及时,转子能及时地停转。时地停转。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物伺服电机的分类伺服电机伺服电机交流伺服电机交流伺服电机直流伺服电机直流伺服电机鼠笼转子鼠笼转子杯形转子杯形转子采用PP管及配件:根据给水设计图配置好
5、PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物安培定律FBilBil磁场的磁感应强度导体中的电流导体的有效长度2(/)Wb m( )A( )m采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物直流电机原理如图所示: N和S是一对固定的磁极(一般是电磁铁,也可为永久磁铁),两级之间装着一个可以转动的铁质圆柱体,圆柱体表面上固定这一个线圈,上边为a,下圈为x,通入如图所示的电流根据左手定则便可得出电磁转矩。xNSFF载流线圈在磁场中产生转矩载流线圈在磁场中产生转矩a
6、x采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物一、直流电机原理为什么为什么要用要用电刷?电刷?采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物一、直流电机的原理NS12345678nFFAB这样的连接方法只有一组线圈得电,绕组使用率低,那么如何提高绕组的使用率呢?采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物改进后的绕线NSn1234
7、5678改进后的绕组改进后的绕组提高了绕组的使用率提高了绕组的使用率采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物直流电机的励磁方式励磁概念:由电流激励出磁场的过程叫做励磁。励磁概念:由电流激励出磁场的过程叫做励磁。他励他励并励并励串励串励采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物直流电机的基本方程式电气系统的电动平衡方程电气系统的电动平衡方程aaaffa aafffffafdiuG iR iLdtdiuR iLdt
8、uuuaUIaIfIM感应电动势感应电动势采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物uau电气系统的电动平衡方程电气系统的电动平衡方程fuaifiaRfRaLfL电源电压电源电压电枢绕组上的端电压电枢绕组上的端电压励磁绕组上的端电压励磁绕组上的端电压电枢电流电枢电流励磁电流励磁电流电枢电路的电阻电枢电路的电阻励磁回路的电阻励磁回路的电阻电枢回路的自感系数电枢回路的自感系数励磁回路的自感系数励磁回路的自感系数电动机的机械角速度电动机的机械角速度采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管
9、材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2. 机械系统的转矩平衡方程20edTTTJdteT电磁转矩电磁转矩2T0T负载转矩负载转矩空载损耗转矩空载损耗转矩 如果电动机以恒如果电动机以恒角速度转动,则角速度转动,则 : 0dJdt采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物实例:直流伺服系统( )ie taiaR0() tNTBJMTaLbefi 常数采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位
10、干净无污物实例:直流伺服系统伺服电机在磁化曲线的线性范围内使用,因而气隙磁通 正比于励磁电流,即:ffK i式中:fK常数由电动机产生的转矩 正比于电枢电流和气隙磁通的乘积,即MT1Mff aTK K i i式中:1K常数fi为磁场励磁电流ai是电枢电流采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物实例:直流伺服系统在电枢控制的直流电动机中,励磁电流为常数,故上式可写成:MT aTK i式中:TK电动机的转矩常数由控制输入电压由控制输入电压 开始,系统的因果方程为开始,系统的因果方程为( )ie t1.电枢
11、电压方程:aaa aibdiLR ieedt采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物实例:直流伺服系统2.电动机转矩MT aTK i3.转矩平衡方程2002MNddJBTTdtdt4.电动机的反电动势正比于速度0bbdeKdtbK反电动势常数采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物系统因果方程拉氏变换为实例:直流伺服系统200()( )( )( )( )( )()( )( )( )( )aaaibMTaNbb
12、L sR IsE sE sTsK IsJsBssTsE sK ss当负载转矩( )0NTs其传递函数是:采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物实例:直流伺服系统0( )( )( )()()TiaaTbsKG sE ss L sRJsBK K( )iE s( )bE s( )bKs1aaL sR( )aIsTK( )MTs( )NTs1()s JsB0( ) s直流伺服电机的系统方框图直流伺服电机的系统方框图采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以
13、保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物主要内容7.3 7.3 直流伺服电机及其速度控制直流伺服电机及其速度控制mTaTKIaEEKn( 一定)一定)aaaaRIEU电枢回路电压平衡方程式电枢回路电压平衡方程式感应电势与转速关系感应电势与转速关系电磁转矩电磁转矩 直流伺服电机的调速原理与方法直流伺服电机的调速原理与方法MIaIfUfUaRaLaEaUaMIaIfUfUaRaLaEaUa原原理理图图等等效效图图采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物电机转速与理想转速的差电机转速与理想转速的差n,反映了
14、电机机械特性硬度,反映了电机机械特性硬度,n越小(转矩对转速变化的影响越小(转矩对转速变化的影响程度越小),机械特性越硬。程度越小),机械特性越硬。n0主要内容TTn n直流电机转速与转矩的关系直流电机转速与转矩的关系n=f(T)n=f(T)称称机械特性机械特性直流电机的基本调速方式有三种直流电机的基本调速方式有三种: :调节电阻调节电阻Ra、调节电枢电压调节电枢电压Ua和调和调节磁通节磁通的值。的值。7.3 7.3 直流伺服电机及其速度控制直流伺服电机及其速度控制202aamEETamETURnTKK KRnTK K采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管
15、材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物主要内容他励式直流伺服电机的转速公式他励式直流伺服电机的转速公式202aamEETamETURnTKK KRnTK K采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物电枢电阻调速很少采用,电枢电阻调速很少采用,缺点:缺点:不经济:要得到低速,不经济:要得到低速,R R很大,则消耗大量电能;很大,则消耗大量电能;低速,特性很软,运转稳定性很差;低速,特性很软,运转稳定性很差;调节平滑性差,操作费力。调节平滑性差,操作费力。7.3 7.3 直流伺服电机及其
16、速度控制直流伺服电机及其速度控制主要内容Tnn0R0R2R1202aamEETamETURnTKK KRnTK K采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物主要内容调节电枢电压调节电枢电压(调压调速)(调压调速)时,直流电机机械特性为时,直流电机机械特性为一组平行线,只改变电机的理想转速一组平行线,只改变电机的理想转速n n0 0 ,保持了原,保持了原有较硬的机械特性,所以有较硬的机械特性,所以调压调速调压调速主要用于主要用于伺服进给伺服进给驱动系统电机的调速驱动系统电机的调速UaNUa1 Ua2OTN
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