第三章伺服控制技术ppt课件.ppt

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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 13 3 伺服驱动技术伺服驱动技术 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 2伺服驱动伺服驱动伺服驱动伺服驱动:是指以机械位置、速度

2、和加速度为控制对象，在是指以机械位置、速度和加速度为控制对象，在控制命令的指挥下，控制执行元件工作，使机械运动部件按控制命令的指挥下，控制执行元件工作，使机械运动部件按照控制命令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。照控制命令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。伺服系统：随时跟踪指定目标的控制系统。伺服系统：随时跟踪指定目标的控制系统。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 3伺服

3、驱动器伺服驱动器：种类及其特点种类及其特点基本要求基本要求常用控制用电动机常用控制用电动机步进电机的工作原理及驱动步进电机的工作原理及驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 4一、伺服驱动系统的种类及其特点一、伺服驱动系统的种类及其特点开环伺服系统开环伺服系统严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突

4、发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 5半闭环伺服系统半闭环伺服系统全闭环伺服系统全闭环伺服系统严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 6对比全闭环伺服控制系统对比全闭环伺服控制系统对比全闭环伺服控制系统对比全闭环伺服控制系统 和半和半和半和半闭环直流伺服控制系统闭环直流伺服控制系统严格执行

5、突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 71、电气式伺服、电气式伺服驱动系统驱动系统2、液压式伺服、液压式伺服驱动系统驱动系统3、气压式伺服、气压式伺服驱动系统驱动系统按驱动方式严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突

6、发事件。第二章 机电一体化的单元技术 8执行元件的特点及优缺点执行元件的特点及优缺点种种类类特点特点优点优点缺点缺点电电气气式式可可使使用用商商用用电电源源；信信号号与与动动力力的的传传送送方方向向相相同同；有有交交流流和和直直流流之之别别，须须注注意电压之大小意电压之大小操操作作简简便便；编编程程容容易易；能能实实现现定定位位伺伺服服；响响应应快快、易易与与CPU相相接接；体体积积小小，动动力力较较大大，速速度度快、无污染快、无污染瞬瞬时时输输出出功功率率大大；过过载载差差，特特别别是是由由于于某某种种原原因因而而卡卡住住时时，会会引引起起烧烧毁毁事事故故，易易受受外部噪声影响外部噪声影响气

7、气压压式式空空气气压压力力源源的的压压力力为为（57）105Pa；要要求求操操作作人人员员技技术术熟练熟练气气源源方方便便、成成本本低低；无无泄泄漏漏污污染染；操操作作比比较简单较简单功功率率小小，体体积积大大，动动作作不不够够平平稳稳；不不易易小小型型化化；远远距距离离传传输输困困难难；工工作作噪噪声声大大、难难于伺服于伺服液液压压式式要求操作人员技术要求操作人员技术熟练；液压源压力熟练；液压源压力为（为（2080）105Pa输输出出功功率率大大，动动作作平平稳稳，可可实实现现定定位位伺伺服服；响应快响应快设设备备难难于于小小型型化化；液液压压源源或或液液压压油油要要求求（杂杂质质、温温度度

8、、测测量量、质质量量）严严格格；易易泄泄漏漏且有污染且有污染严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 9二、二、伺服驱动系统的基本要求伺服驱动系统的基本要求1良好的动态特性良好的动态特性l综合指标：比功率综合指标：比功率2高效率：功率大、体积小、重量轻高效率：功率大、体积小、重量轻 l功率密度功率密度，比比功率密度功率密度3高可靠性、动作准确高可靠性、动作准确 4便于计算机控制、维修安

9、装便于计算机控制、维修安装稳定、精确、快速、灵敏、方便稳定、精确、快速、灵敏、方便伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 10性能密度大性能密度大功率密度大；功率密度大；加速性好加速性好加速转矩大，频响特性好；加速转矩大，频响特性好；位置控制精度高、调速范围宽、低速运行平稳无爬行、分位置控制精度高、调速范围宽、低速运行平稳无爬行、分辨力高、振动噪声小；辨力高、振动噪声

10、小；适应起、停频繁的工作要求；适应起、停频繁的工作要求；可靠性高、寿命长。可靠性高、寿命长。2.2.机电系统对控制用电动机基本要求机电系统对控制用电动机基本要求1.1.电动机种类电动机种类伺服驱动伺服驱动动力用电动机：动力用电动机：如感应式异步电动机和同步电动机等；如感应式异步电动机和同步电动机等；控制用电动机：控制用电动机：如力矩电动机、步进（脉冲）电动机、如力矩电动机、步进（脉冲）电动机、开关磁阻电动机、变频调速电动机和各种开关磁阻电动机、变频调速电动机和各种AC/DC电动机等。电动机等。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或

11、突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 11三、常用控制用电动机三、常用控制用电动机基本控制方式：开环方式（步进电动机）、半闭环方基本控制方式：开环方式（步进电动机）、半闭环方式和全闭环方式（其它电动机）。式和全闭环方式（其它电动机）。伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电

12、一体化的单元技术 12步进电动机步进电动机DC伺服电动机伺服电动机l小惯量直流伺服电机：高速低惯量小惯量直流伺服电机：高速低惯量l大惯量宽调速直流伺服电机：良好的宽调速性能。输出转矩大惯量宽调速直流伺服电机：良好的宽调速性能。输出转矩大、过载能力强。大、过载能力强。缺点：具有电刷和换向器缺点：具有电刷和换向器 直流电机直流电机AC伺服电动机，有永磁同步伺伺服电动机，有永磁同步伺服电机、交流异步伺服电机服电机、交流异步伺服电机。l制造简单、易维修，向大容制造简单、易维修，向大容量、高速方向发展量、高速方向发展;适合在恶适合在恶劣环境用劣环境用 伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报

13、批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 13步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。步距角：步进驱动器根据脉冲信号转子按设定的方向转动一个固定的角度，即转子是以固定的步距角一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，具有没有积累误差(精度为100%)的特点。步进电

14、机步进电机严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 14四、步进电机工作原理及其驱动四、步进电机工作原理及其驱动伺服驱动伺服驱动步进电机的工作原理步进电机的工作原理步进电机的种类步进电机的种类步进电机的运行特性步进电机的运行特性步进电机的驱动与控制步进电机的驱动与控制开环步进伺服系统脉冲当量一般为开环步进伺服系统脉冲当量一般为0.001mm或或0.001度度进给速度：进给速度：v=60

15、f或或=60f.步进伺服系统：结构简单，使用维护方便，可靠性高，制步进伺服系统：结构简单，使用维护方便，可靠性高，制造成本低，适用于中小型机床和速度、精度要求不十分高造成本低，适用于中小型机床和速度、精度要求不十分高的场合。的场合。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 151、步进电机的工作原理、步进电机的工作原理三相反应式步进电机三相反应式步进电机三相单三拍通电方式：三相单三拍通

16、电方式：单相励磁单相励磁ABCAACBA三相双三拍通电方式：三相双三拍通电方式：双相励磁双相励磁ABBCCAAB伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 16三相六拍通电方式：三相六拍通电方式：1-2相励磁相励磁步距角的大小步距角的大小三相六拍反应式步进电机工作原理三相六拍反应式步进电机工作原理z转子齿数；转子齿数；m运行拍数，为相数或相数的整数倍运行拍数，为相数或相数

17、的整数倍AABBBCCCAA伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 17转子上有转子上有40个齿，个齿，相邻两相齿的齿距相邻两相齿的齿距角为角为9度度转子齿和转子齿和A向磁极向磁极对齐时：对齐时：B相磁极小齿沿相磁极小齿沿反时针超前转子齿反时针超前转子齿1/3齿距角，即超齿距角，即超前前3度度 C相磁极小齿沿相磁极小齿沿反时针超前转子齿反时针超前转子齿2/3齿距角，即

18、超齿距角，即超前前6度度伺服驱动伺服驱动反应式伺服步进电机结构原理图反应式伺服步进电机结构原理图1.绕组绕组2.定子铁心定子铁心3.转子铁心转子铁心当一相定子磁极的小齿与转子的齿对齐时，其它两相当一相定子磁极的小齿与转子的齿对齐时，其它两相磁极的小齿都与转子的齿错过一个角度。磁极的小齿都与转子的齿错过一个角度。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 18当一相定子磁极的小齿与转子的齿

19、对齐时，其它两相当一相定子磁极的小齿与转子的齿对齐时，其它两相磁极的小齿都与转子的齿错过一个角度。磁极的小齿都与转子的齿错过一个角度。伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 19结论结论步进电机定子绕阻的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个步进电机定子绕阻的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个确定的角度，即步进电机的步矩角确定的角度，即步进电机的步矩角；步进电机的

20、步矩角步进电机的步矩角与运行拍数与运行拍数m、通电方式通电方式k（m=kN，单拍时单拍时k=1,双拍时双拍时k=2，N为为定子绕组的相数）、转子的齿数定子绕组的相数）、转子的齿数z有关有关：伺服驱动伺服驱动改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改 变；变；步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高；速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高；严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、

21、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 20可变磁阻型可变磁阻型永磁型永磁型混合型混合型伺服驱动伺服驱动单定子、径向分相式、反应式伺服步进电机结构原理单定子、径向分相式、反应式伺服步进电机结构原理1.绕组绕组2.定子铁心定子铁心3.转子铁心转子铁心a.a.可变磁阻型可变磁阻型转子：软磁钢转子：软磁钢定子：电工钢片定子：电工钢片优点：材料费用低、优点：材料费用低、结构简单、步距角结构简单、步距角小，响应频率高小，响应频率高缺点：制造成本高缺点：制造成本高效

22、率低，震动大效率低，震动大2、步进电机的种类和结构、步进电机的种类和结构严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 21b.永磁型永磁型转子：永久磁铁转子：永久磁铁定子：软磁钢定子：软磁钢永磁型步进电机结构原理图永磁型步进电机结构原理图伺服驱动伺服驱动励磁功率小励磁功率小效率高、造价低效率高、造价低步距角、转子惯步距角、转子惯量较大量较大严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规

23、章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 22c、混合型混合型伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 23静力矩静力矩（HOLDING TORQUE）：l是指步进电机通以额定电流但没有转动时，定子锁住转子的力

24、矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的转矩接近静力矩。3.步进电机的运行特性步进电机的运行特性严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 24空载启动频率空载启动频率fq：空载状态下，转子从静止状态下能够空载状态下，转子从静止状态下能够不失步地起动时的最大控制频率不失步地起动时的最大控制频率,与负载惯量有关，随其增与负载惯量有关，随其增长而下降长而下降伺服驱动伺服驱动如

25、如75BF003型步进电机的空载起动频率为型步进电机的空载起动频率为15001500步步/s s，负载达到负载达到最大静转矩的最大静转矩的1/21/2时，起动频率仅约时，起动频率仅约600600步步/s s，可在一定的起动可在一定的起动时间内，将脉冲频率按一定规律增加到所允许的运行频率时间内，将脉冲频率按一定规律增加到所允许的运行频率最高连续运行频率最高连续运行频率fmax：步进电机在连续运行时所能接受步进电机在连续运行时所能接受的最高控制频率的最高控制频率严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、

26、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 25负载转动惯量负载转动惯量起动频率起动频率惯惯频特性：频特性：步进电机带动惯性负载时的起动步进电机带动惯性负载时的起动频率与负载转动惯量之间的关系频率与负载转动惯量之间的关系严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 26矩矩频特性：频特性：M=F(f)连续稳定运行时输出

27、转矩与连续运连续稳定运行时输出转矩与连续运行频率之间的变化关系。行频率之间的变化关系。动态转矩动态转矩：在不同控制频率下电动机所产生的转矩。：在不同控制频率下电动机所产生的转矩。转矩转矩频率特性曲频率特性曲线线当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、

28、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 27严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 284、步进电机的驱动与控制、步进电机的驱动与控制伺服驱动伺服驱动驱动电源：驱动电源：环形分配器环形分配器功率放大器功率放大器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制

29、度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 29步进电机步进电机微机控制微机控制严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 30（1）环形脉冲分配器：）环形脉冲分配器：把指令脉冲按照一定的顺序和分配把指令脉冲按照一定的顺

30、序和分配方式分配给各项绕组，使绕组通电、断电顺序按照一定规律变方式分配给各项绕组，使绕组通电、断电顺序按照一定规律变化化软环分配器软环分配器小规模集成电路小规模集成电路专用环形分配器专用环形分配器CH250伺服驱动伺服驱动方法：方法：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 31软环分配器软环分配器8031延时延时定时器定时器放放大大器器P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4A相相B

31、相相C相相D相相E相相软环分配器的实现通常采软环分配器的实现通常采用脉冲分配表的查表方法用脉冲分配表的查表方法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 32双三拍正反转控制的环形分配器的逻辑原理图双三拍正反转控制的环形分配器的逻辑原理图伺服驱动伺服驱动正转：正转：1An+1Bn+1Cn+1=BnCnAnA0B0C0A1B1C1A2B2C2A3B3C3B0C0A0C0A0B0A0B0C0

32、110101011110ABACBCAB反转：反转：0An+1Bn+1Cn+1=CnAnBnA0B0C0A1B1C1A2B2C2A3B3C3C0A0B0B0C0A0A0B0C0110011101110ABBCACAB严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 33伺服驱动伺服驱动CH250管脚图和三相六拍接线图管脚图和三相六拍接线图严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度

33、。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 34拍伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 35(2)(2)功率放大器功率放大器单电压功率放大器单电压功率放大器伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度

34、等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 36高低双电压功率驱动放大电路高低双电压功率驱动放大电路绕组通电开始时由高压供电，保证电流快速上绕组通电开始时由高压供电，保证电流快速上升，改善电流波形的前沿升，改善电流波形的前沿伺服驱动伺服驱动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇

35、报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 37步进电机转动的工作原理步进电机转动的工作原理总结：错齿是步进电动机旋转的根本原因总结：错齿是步进电动机旋转的根本原因严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 38典型的步进电机控制系统的组成严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报

36、制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 39（4）步进电机的微机控制）步进电机的微机控制伺服驱动伺服驱动控制方式：并行控制、串行控制控制方式：并行控制、串行控制80805151环环环环形形形形分分分分配配配配器器器器P1.0P1.0P1.1P1.1P1.2P1.2串行控制串行控制功功功功率率率率放放放放大大大大器器器器步步步步进进进进电电电电机机机机CP脉冲脉冲方向信号方向信号方式信号方式信号严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突

37、发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 40并行控制：并行控制：用微机的数个端口去控制步进电机各相用微机的数个端口去控制步进电机各相驱动电路的方法驱动电路的方法8051驱动器驱动器P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4A相相B相相C相相D相相E相相并行控制并行控制严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化

38、的单元技术 411 电机选型计算方法电机选型计算方法一）电机最大速度选择：l步进电机最大速度一般在6001000 rpm。机械传动系统要根据此参数设计。二）电机步距角选择：l机械传动比确定后，可根据控制系统的定位精度选择步进电机的步距角及驱动器的细分等级。l一般选电机的一个步距角对应于系统定位精度的1/2 或更小。三）电机力矩选择：l转动惯量计算l加速度计算：l电机力矩计算：步进电机的选型严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪

39、行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 42严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 43步进电机的选用为使步进电机具有良好的启动能力及较快的响应速度，通常：负载时的最大启动频率：步距角和精度严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、

40、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 44小结小结伺服驱动系统的种类及其特点伺服驱动系统的种类及其特点步进电机的工作原理及驱动。步进电机的工作原理及驱动。步进电机的控制。步进电机的控制。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。五、直流五、直流（DC）伺）伺服电动机及其驱动服电动机及其驱动2022/12/2745严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、

41、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 46直流电动机的结构直流电动机的结构直流电动机的结构直流电动机的结构严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 47直流伺服电动机的特点直流伺服电动机的特点（1）稳定性好。）稳定性好。（2）可控性好。）可控性好。（

42、3）响应迅速。）响应迅速。（4）控制功率低，损耗小。）控制功率低，损耗小。（5）转矩大。）转矩大。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 481.直流（直流（DC）伺服电动机工作原理）伺服电动机工作原理 通过电刷和转换器产生的整流作用，通过电刷和转换器产生的整流作用，使磁场磁动势和电枢电流磁动势正交，使磁场磁动势和电枢电流磁动势正交，从而产生转动力矩。从而产生转动力矩。使用直流供电，

43、实现速度和方向调节使用直流供电，实现速度和方向调节控制，主要通过对直流电压控制，主要通过对直流电压/电流的大小电流的大小和方向进行调节来实现。和方向进行调节来实现。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 49特点：特点：具有较高的响应速度、精度和频率，优具有较高的响应速度、精度和频率，优良的控制特性等，但由于所用电刷和转换器是良的控制特性等，但由于所用电刷和转换器是使用寿命较低，需要

44、定期更换。使用寿命较低，需要定期更换。下图为电枢控制式直流电动机，令加到电枢两端的下图为电枢控制式直流电动机，令加到电枢两端的下图为电枢控制式直流电动机，令加到电枢两端的下图为电枢控制式直流电动机，令加到电枢两端的电压电压电压电压u ua a为输入信号，电机有一个固定磁场为输入信号，电机有一个固定磁场为输入信号，电机有一个固定磁场为输入信号，电机有一个固定磁场i if f为磁场电流，为磁场电流，为磁场电流，为磁场电流，电枢回路中的电阻、电感分别为电枢回路中的电阻、电感分别为电枢回路中的电阻、电感分别为电枢回路中的电阻、电感分别为R Ra a ，L La a，电枢电流为，电枢电流为，电枢电流为，

45、电枢电流为I Ia a，MM为电动机轴上产生的转矩，为电动机轴上产生的转矩，为电动机轴上产生的转矩，为电动机轴上产生的转矩，E Ea a为反电势。为反电势。为反电势。为反电势。RauaEaIa a50第二章 机电一体化的单元技术 51（3 3）转矩方程）转矩方程）转矩方程）转矩方程 当激磁磁场不变时，转矩当激磁磁场不变时，转矩当激磁磁场不变时，转矩当激磁磁场不变时，转矩MM正比于电枢电流，即正比于电枢电流，即正比于电枢电流，即正比于电枢电流，即M=Km Ia 式中：式中：式中：式中：Km为转矩常数。为转矩常数。为转矩常数。为转矩常数。n（2）电枢反电势平衡方程）电枢反电势平衡方程n当电枢转动时

46、，电枢中会感应反电势当电枢转动时，电枢中会感应反电势Ea，其值正比于转，其值正比于转动的角速度，动的角速度，为定子磁通，为定子磁通，为定子磁通，为定子磁通，即即式中：式中：Ke为反电势常数。为反电势常数。-数学模型数学模型数学模型数学模型n（1）电压平衡方程）电压平衡方程严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 52（4）转速方程（直流电机的机械特性）转速方程（直流电机的机械特性）式中

47、，式中，Ua 电枢控制电压；电枢控制电压；Ra 电枢回路电阻；电枢回路电阻；每极磁通；每极磁通；K Ke、Km分别为电动机的结分别为电动机的结构常数。构常数。JRaLaia aBEa aifMua+-电枢控制式直流电动机电枢控制式直流电动机电枢控制式直流电动机电枢控制式直流电动机RfLfifufiaMJ,B磁场控制直流电机磁场控制直流电机 由此，直流伺服电机的控制方式如下：由此，直流伺服电机的控制方式如下：1 1）调压调速（变电枢电压，恒转矩调速）调压调速（变电枢电压，恒转矩调速）调压调速（变电枢电压，恒转矩调速）调压调速（变电枢电压，恒转矩调速）2 2）调磁调速（变励磁电压，恒功率调速）调磁

48、调速（变励磁电压，恒功率调速）调磁调速（变励磁电压，恒功率调速）调磁调速（变励磁电压，恒功率调速）3 3）改变电枢回路电阻调速）改变电枢回路电阻调速）改变电枢回路电阻调速）改变电枢回路电阻调速53严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。MnUa1 Ua2 Ua3Ua1Ua2Ua3Md3 Md2 Md154严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件

49、。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（5）调节特性）调节特性UanM1 M2M3M3Ua1 Ua2 Ua3M2M155严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.直流（直流（DC）伺）伺服电动机的驱动服电动机的驱动 要实现对直流电动机的速度和方向进行调要实现对直流电动机的速度和方向进行调节控制，通常可用两种驱动控制方式：节控制，通常可用

50、两种驱动控制方式：晶闸管直流调速驱动；晶闸管直流调速驱动；晶体管直流脉宽调制驱动；晶体管直流脉宽调制驱动；2022/12/2756严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二章 机电一体化的单元技术 57两种调速驱动比较两种调速驱动比较晶闸管直流驱动：通过调节触发装置控制晶闸管的晶闸管直流驱动：通过调节触发装置控制晶闸管的晶闸管直流驱动：通过调节触发装置控制晶闸管的晶闸管直流驱动：通过调节触发装置控制晶闸管的触发