运动控制系统中电机.pptx

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1、 运动控制运动控制是指运用各种是指运用各种技术手段技术手段使得被控的机使得被控的机电机构产生期望的电机构产生期望的运动运动。技术手段：技术手段：液压、气动、机械、电气等等液压、气动、机械、电气等等运动控制的一般概念第1页/共29页运动控制的发展过过 去去机械直线轴系PLC控制传统机械系统第2页/共29页运动控制的发展现现 在在机械直线轴系分布式智能伺服驱动PLC控制混合机械系统第3页/共29页运动控制的发展未未 来来电子化柔性轴系一体化柔性运动和PLC控制部件电子化机械系统SERCOS总线等第4页/共29页运动控制的发展电子化电子化&软件化软件化机械化机械化设备功能性设备功能性第5页/共29页

2、控制对象 转速：转速：恒速、调速、加减速 位置：位置：分辨率，定位精度，轨迹 力矩：力矩：输出力矩、响应，力矩扰动第6页/共29页开环系统开环系统闭环系统闭环系统主机主机运动运动控制器控制器驱动器驱动器执行机构执行机构（电机）（电机）典型的运动控制系统反馈：反馈：编码器、旋变、光栅尺编码器、旋变、光栅尺第7页/共29页v 直流电动机运动控制用电机的种类v 交流电动机交流电动机v 步进电动机步进电动机v 直线电动机直线电动机第8页/共29页最大特点：最大特点：优良的调速特性优良的调速特性n U 直流电动机运行激磁方式：永磁和励磁激磁方式：永磁和励磁第9页/共29页直流电动机问题电火花电火花噪音噪

3、音电磁干扰电磁干扰需维护需维护换向器换向器第10页/共29页 利用利用交流电交流电在电机内在电机内产生产生旋转磁场旋转磁场而使转子旋而使转子旋转。转。电机的转速由交流电电机的转速由交流电的的频率频率决定，一般多用于决定，一般多用于恒速恒速运行的场合。运行的场合。交流电动机运行第11页/共29页 同步电动机同步电动机n=60f/p励磁方式励磁方式：永磁、激磁永磁、激磁交流电动机分类缠绕在凸极上的鼠笼式绕组缠绕在凸极上的鼠笼式绕组第12页/共29页同步电动机第13页/共29页 感应（异步）电动机感应（异步）电动机n=(1-s)60f/p =(1-s)n0f 电源频率电源频率n0 同步速同步速s 转

4、差率转差率交流电动机分类鼠笼式转子鼠笼式转子金属环金属环叠片铁心叠片铁心铜棒铜棒线圈线圈叠片铁心叠片铁心绕线式转子绕线式转子第14页/共29页感应（异步）电动机第15页/共29页 无刷电动机无刷电动机q 交流无刷电动机（永磁同步电动机）交流无刷电动机（永磁同步电动机）PMSMq 直流无刷电动机直流无刷电动机 BLDCM交流电动机分类第16页/共29页 将将电脉冲电脉冲转换成转换成角位移角位移的电动机的电动机 力矩的产生是力矩的产生是基于定转子之间由基于定转子之间由磁阻效应磁阻效应步进电动机概念第17页/共29页运行特点：运行特点：v 输入脉冲数对应角位移量输入脉冲数对应角位移量v 静止时具有一

5、定的保持力矩静止时具有一定的保持力矩运行参数：运行参数：力矩、步距角、矩频特性力矩、步距角、矩频特性步进电动机运行第18页/共29页 直线电机的工作原理与直线电机的工作原理与旋转电机类似。理论上讲，旋转电机类似。理论上讲，旋转电机的工作方式都可以旋转电机的工作方式都可以运用于直线电机。运用于直线电机。直线电动机（LEM）概念第19页/共29页直线电动机及驱动第20页/共29页优点优点：v 直接产生推力直接产生推力v 高速运行高速运行v 无接触运行无接触运行v 结构简单结构简单缺点缺点：效率和功率因数相对较低，成本高效率和功率因数相对较低，成本高直线电动机（LEM）特点第21页/共29页v 磁悬

6、浮和电磁推进磁悬浮和电磁推进v 提升、输运和牵引机械提升、输运和牵引机械v 数控雕刻机、剪裁机、绘图仪、记录仪数控雕刻机、剪裁机、绘图仪、记录仪v 精密定位机构精密定位机构v 民用装置如门、窗、家用电器等的驱动民用装置如门、窗、家用电器等的驱动直线电动机（LEM）应用第22页/共29页直线电动机（LEM）演示第23页/共29页v 负载所需的负载所需的功率功率和和力（扭）矩力（扭）矩v 负载的负载的机械特性机械特性v 其他要求其他要求，如速度的变化范围、精度，力，如速度的变化范围、精度，力矩的变化和响应矩的变化和响应v 工作方式工作方式，如连续或间歇，如连续或间歇v 噪音的要求噪音的要求v 外形及安装形式、尺寸等外形及安装形式、尺寸等v 使用环境使用环境如何选择则电机第24页/共29页感应电机感应电机T同步电机同步电机开关磁阻电机开关磁阻电机直流电机直流电机n0ncn常用电动机的机械特性第25页/共29页 调速调速：交流电动机、直流电动机、直流无刷电机交流电动机、直流电动机、直流无刷电机 定位定位：步进电机、永磁同步伺服电机、直线电机步进电机、永磁同步伺服电机、直线电机 电机应用场合第26页/共29页欢迎提问和讨论欢迎提问和讨论第27页/共29页谢 谢！第28页/共29页感谢您的观看！第29页/共29页