《交流伺服電機(jī)》PPT課件

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1、第9課交流伺服電機(jī)內(nèi)容：一、交流伺服電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理；二、交流伺服電機(jī)的控制方式；目的：1、了解交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理；2、掌握交流伺服電機(jī)的特點(diǎn)。第9課交流伺服電機(jī)交流伺服驅(qū)動(dòng)是最新發(fā)展起來的新型伺服系統(tǒng)，也是當(dāng)前機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面的一個(gè)新動(dòng)向。交流異步電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，無電刷磨損問題，維修方便，一向被認(rèn)為是—種理想的伺服電機(jī)。但由于調(diào)速問題得不到經(jīng)濟(jì)合理的解決，過去發(fā)展不快．而新型的交流伺服系統(tǒng)克服了直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中存在的一些缺點(diǎn)，采用調(diào)頻等調(diào)速方法，其調(diào)速范圍與寬調(diào)速直流伺服系統(tǒng)相近。第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)

2、構(gòu)與原理交流伺服電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器交流伺服電機(jī)器第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理一、結(jié)構(gòu)交流電機(jī)編碼器交流電機(jī)電源線編碼器信號輸出線第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)與交流單相異步電動(dòng)機(jī)基本相同，包括:1、定子2、轉(zhuǎn)子一、結(jié)構(gòu)兩部分組成定子轉(zhuǎn)子UCUL第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理1、定子一、結(jié)構(gòu)兩個(gè)線圈在空間相差90電度角定子勵(lì)磁繞組控制繞組勵(lì)磁電壓控制電壓第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理2、轉(zhuǎn)子一、結(jié)構(gòu)交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子有二種結(jié)構(gòu)形式:(1)鼠籠形轉(zhuǎn)子(2)杯形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理2、轉(zhuǎn)子一、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子(1)

3、鼠籠形轉(zhuǎn)子與普通鼠籠式交流電機(jī)相同。第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理空心杯形轉(zhuǎn)子伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)它的外定子和籠形轉(zhuǎn)子交流伺服電機(jī)相同，轉(zhuǎn)子則由非磁性導(dǎo)電材料(如銅、鉛)制成空心杯形狀，杯子底部固定在轉(zhuǎn)軸上．空心杯的壁很薄(小于0.5mm)。(2)、杯形轉(zhuǎn)子由外定子、杯形轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子三部分組成。一、結(jié)構(gòu)2、轉(zhuǎn)子第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理3、編碼器編碼器部分一、結(jié)構(gòu)安裝在電機(jī)后端，其轉(zhuǎn)盤（光柵）與電機(jī)同軸。5V5V0V0V第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理空心杯形轉(zhuǎn)子伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)無本質(zhì)上的差異。但是，交流伺服電機(jī)必須具備一

4、個(gè)性能，就是能克服交流伺服電機(jī)的所謂“自轉(zhuǎn)“現(xiàn)象，即無控制信號時(shí)，它不應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，特別是當(dāng)它已在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果控制信號消失，它應(yīng)能立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。二、原理第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理交流伺服電機(jī)在沒有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，在負(fù)載恒定的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化，當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí)，伺服電機(jī)將反轉(zhuǎn)。交流伺服電機(jī)原理圖二、原理第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大由于轉(zhuǎn)子電阻大，其轉(zhuǎn)矩特性曲線1與普通異步電機(jī)的轉(zhuǎn)

5、矩特性曲線2相比，有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0＞1，這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性（機(jī)械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)定子一有控制電壓，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)，即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。圖1-8伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性三、特點(diǎn)第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理（2）運(yùn)行范圍較寬轉(zhuǎn)差率S在0到1的范圍內(nèi)伺服電機(jī)都能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。圖1-8伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性三、特點(diǎn)第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理（3）無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象為什能立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)？由于轉(zhuǎn)子電阻大，使它的臨界轉(zhuǎn)差率大于1。如果控制信號降為0，勵(lì)磁電流仍然存在，氣隙中產(chǎn)生一個(gè)脈動(dòng)磁場，此磁場視為正

6、、反旋轉(zhuǎn)磁場的合成。曲線1、2，以及合成磁場3。假設(shè)電機(jī)原來在單一正向旋轉(zhuǎn)磁場的帶動(dòng)下運(yùn)行于A點(diǎn)，此時(shí)負(fù)載力矩是ML，一但信號消失，電機(jī)即按合成曲線3運(yùn)行。由于慣性，運(yùn)動(dòng)點(diǎn)由A移到B，此時(shí)電機(jī)產(chǎn)生了一個(gè)反向的制動(dòng)力矩MZ。ML、MZ作用下迅速停止。三、特點(diǎn)Mon213Mon1AMLMZB3第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理實(shí)驗(yàn)平臺采用的交流伺服電機(jī)為普通不加阻尼補(bǔ)償?shù)男⌒托T量交流伺服電機(jī)，是panasonic的MINASA系列產(chǎn)品，型號為：MSMA042A1G額定轉(zhuǎn)速為3000/min；分辨率10000；引出數(shù)為11線。四、命名第一節(jié)

7、交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理型號為：MSMA042A1G其中：MSM—轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；MSM為小慣量，MDM為中慣量，MHM為大慣量；A—系列符號；04—額定輸出功率。400W2—電源電壓220VA—旋轉(zhuǎn)編碼器參數(shù)2500P/r1—用戶規(guī)格。1為標(biāo)準(zhǔn)型G—電機(jī)結(jié)構(gòu)。A為無制動(dòng)的直軸電機(jī)，B為有制動(dòng)的直軸電機(jī)，G為無制動(dòng)鍵槽電機(jī)；四、命名第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理五、驅(qū)動(dòng)器1、主要功能（1）根據(jù)給定信號輸出與此成正比的控制電壓UC；（2）接收編碼器的速度和位置信號；（3）I/O信號接口第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理五、驅(qū)動(dòng)器數(shù)碼顯示窗口參數(shù)

8、設(shè)置鍵計(jì)算機(jī)RS232口I/O信號接口編碼器信號接口電機(jī)電源輸入輸出接線端子2、外部組成第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理五、驅(qū)動(dòng)器2、外部組成第一節(jié)交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理五、驅(qū)動(dòng)器MREA/D功率放大器序列控制器誤差檢出門激勵(lì)8888