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1、数控机床电气控制安装与调试 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片项目五 数控机床伺服驱动系统的应用5/17/2023 9:00 PM任务一任务一 认识数控机床进给伺服系统认识数控机床进给伺服系统任务二任务二 开环伺服控制系统的应用开环伺服控制系统的应用任务三任务三 闭环伺服控制系统的应用闭环伺服控制系统的应用任务四 任务四 伺服驱动器参数设置及线路连接 伺服驱动器参数设置及线路连接 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统5/17/2023 9:00 PM一 进给伺服系统的定义、组成及作用二 数控机床对进给伺服系统的基本要求三三伺服控制系统的分类伺服控制系统的分类四
2、四常用的伺服执行元件常用的伺服执行元件 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统5/17/2023 9:00 PM在数控机床中，伺服系统是 以机床的移 以机床的移 动 动 部件（如工作台）的位置和 部件（如工作台）的位置和速度作 速度作 为 为 控制量 控制量的自动控制系统，它又称为随动系统或伺服机构。CNC 经过插补运算生成的 进给 进给 脉冲或 脉冲或 进给 进给 位移量指令 位移量指令输入到伺服系统，由伺服系统驱动机械执行部件，带动机床工作台的位移和主轴运动。数控机床的伺服系统主要有两种：进给 进给 伺服系 伺服系 统 统 和主 和主 轴 轴 伺服系 伺服系
3、统 统。进给伺服系统是一种高精度的位置跟踪与定位系统，它的性能决定了数控机床的最大进给速度、定位精度等。主轴伺服系统控制机床主轴的旋转运动。一、进给伺服系统的定义、组成及作用 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统伺伺服服系系统统（Feed Feed Servo Servo SystemSystem）以 以以机 机机床 床床移 移移动 动动部 部部件 件件（如 如如工 工工作 作作台 台台、主 主主轴 轴轴或 或或刀 刀刀架 架架）的 的的位 位位置 置置和 和和速 速速度 度度作 作作为 为为控 控控制 制制量 量量的的自自动动控控制制系系统统，又又称称拖拖动动
4、系统或位置随动系统。系统或位置随动系统。一、进给伺服系统的定义、组成及作用1进给伺服系统的定义 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统一、进给伺服系统的定义、组成及作用2进给伺服系统的组成进进给给伺伺服服系系统统通通常常由由伺 伺伺服 服服驱 驱驱动 动动装 装装置 置置、伺 伺伺服 服服电 电电机 机机、机 机机械 械械传 传传动 动动机 机机构 构构及 及及执 执执行部件 行部件行部件组成。组成。返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统一、进给伺服系统的定义、组成及作用3进给伺服系统的作用（1）接收数控装置发出的进给脉冲或进给位移量
5、信息。（2）信号转换和电压、功率放大。（3）变为伺服电机的转动（或移动）。（4）由伺服电机带动机械传动机构。（5）实现机床工作台相对于刀具的直线位移或回转位移。如如果果说说CNCCNC装装置置是是数数控控系系统统的的“大大脑脑”，即即发发布布“命命令令”的的“指指挥挥所所”，那那么么进进给给伺伺服服系系统统可可以以看看成成是是数数控控系系统统的的“四四肢肢”，是是一一种种“执执行行机机构构”。它它忠忠实实地地执执行行由由CNCCNC装装置置发发来来的的运运动动命命令令，驱驱动动刀刀具具或或工工作作台台完完成成进进给给运运动动，最终实现精确的速度与位移量。最终实现精确的速度与位移量。返回第一张
6、上一张幻灯片下一张幻灯片 伺服系统要具有较好的 定位精度和 定位精度和 轮 轮 廓加工精度 廓加工精度。1.精度高 为了 提高生 提高生 产 产 率和保 率和保 证 证 加工精度 加工精度，要求伺服系统跟踪指令信号的响应要快。2.快速响应 伺服系统在给定输入和外界干扰下，能在短暂的调节过程后 恢复到 恢复到原有的平衡状 原有的平衡状 态 态 或达到新的平衡状 或达到新的平衡状 态 态，即有较强的抗干扰能力。3.稳定性好 进给伺服系统的速度达到124 000 mm/min 的范围，速度均匀、稳定、无爬行、速降小。在零速时电机有电磁转矩，以维持定位精度。4.调速范围宽 数控加工的特点是在 低速 低
7、速 时 时 切削深度和 切削深度和 进给 进给 量 量 较 较 大 大 5.低速大扭矩 系统的可靠性高，维护使用方便，成本低。6.可靠性高二、数控机床对进给伺服系统的基本要求 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统三、伺服控制系统的分类1.按控制方式分类：开环控制系统半闭环控制系统全闭环控制系统2.按伺服执行元件分类步进电机伺服系统直流伺服系统交流伺服系统3.按被驱动机构分类进给伺服系统主轴伺服系统刀库伺服系统伺服控制系统分类 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统5/17/2023 9:00 PM三、伺服控制系统的分类（1）开环控制
8、系统开环控制系统没有检测反馈装置，通常使用步进电动机作为执行元件。数控装置根据所要求的进给速度和进给位移，输出一定频率和数量的进给指令脉冲，驱动步进电动机旋转一个步距角，再经过机械传动机构转换成工作台的一个当量位移。系统精度主要靠步进电动机的精度和机械传动机构的精度来保证，所以系统精度较低。受步进电动机矩频特性的影响，步进电动机的转速不能太高，功率也不能太大。系统结构简单，运行平稳，成本低，使用维护方便，被广泛应用于经济型数控机床上。返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统5/17/2023 9:00 PM三、伺服控制系统的分类（1）开环控制系统（2）全闭环控制系统
9、闭环控制系统装有检测反馈装置（检测装置安（检测装置安装在工作台上），装在工作台上），在加工中随时检测移动部件的实际位置。将插补计算得出的指令位置值与反馈来的实际位置值相比较，根据其差值控制伺服系统工作。可以消除由于机械传动 可以消除由于机械传动部件的精度误差 部件的精度误差给加工精度带来的影响，可以得到很高的精度。返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统v 半闭环数控系统的检测元件安装在伺服电动机或丝杠的端部，它的反馈信号取自旋转轴，而不是机床的工作台位置。半闭环系统的优点是闭环环路短(不包括传动机构)，因而系统容易达到较高的位置增益，不发生振荡，快速性也好。但对于
10、传动机构的精度影响产生的误差，不能检测，所以精度不如全闭环系统。闭环、半闭环系统三、伺服控制系统的分类（3）半闭环控制系统 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统四、常用的伺服执行元件常常用用的的进进给给伺伺服服执执行行元元件件主主要要有有直直流流伺伺服服电电动动机机、交交流流伺伺服服电电动动机机、步步进进电电动动机机等等；近近来来直直线线电电动动机机也也被被应应用用在在数控机床和加工中心上。数控机床和加工中心上。常常用用的的主主轴轴伺伺服服元元件件有有直直流流主主轴轴电电动动机机、交交流流主主轴轴电电动动机机；随随着着高高速速加加工工技技术术的的发发展展，电电主
11、主轴轴在在数数控控机机床床和和加加工工中心上也得到了越来越多的应用。中心上也得到了越来越多的应用。返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务一 认识数控机床进给伺服系统1.分段无极变速2.调速电机直接驱动主轴传动3.内装电动机主轴变速5/17/2023 9:00 PM二、主轴变速方式数数控控机机床床在在实实际际生生产产中中，并并不不需需要要在在整整个个变变速速范范围围内内均均为为恒恒功功率率。一一般般要要求求在在中 中中、高 高高速 速速段 段段为 为为恒 恒恒功 功功率 率率传 传传动 动动，在 在在低 低低速 速速段 段段为 为为恒 恒恒转 转转矩 矩矩传 传传动 动动。为为了了确确保保数数
12、控控机机床床主主轴轴低低速速时时有有较较大大的的转转矩矩和和主主轴轴的的变变速速范范围围尽尽可可能能大大，有有的的数数控控机机床床在在交交流或直流电动机无极变速的基本上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速。流或直流电动机无极变速的基本上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速。1.分段无极变速 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用一 一开环伺服控制系统 开环伺服控制系统简介 简介二 二开环伺服控制系统 开环伺服控制系统的组成 的组成1.1.步进电动机 步进电动机2.2.环形分配器 环形分配器3.3.功率放大器 功率放大器5/17/2023 9:00 PM 返回第一张 上一
13、张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用5/17/2023 9:00 PM一、开环伺服控制系统简介系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。加到步进电机定子绕组上的电脉冲信号由步进电机驱动器给出，驱动器由环形分配器和功率放大器两部分组成。许多CNC系统中，环形分配器的功能由软件产生，驱动器不包括环形分配器。返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用5/17/2023 9:00 PM 开环步进驱动系统的组成一、开环伺服控制系统简介 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用进给脉冲数决定了工作台的直线位移量。1.工作
14、台位移量的控制进给脉冲的频率决定了工作台的进给速度。2.工作台进给速度的控制优 点：开 环 伺 服 控 制 系 统 无 位 置 检 测 与 反 馈 装 置，具 有 结 构 简 单、工 作 稳 定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点；缺 点;但 精 度 相 对 闭 环 系 统 来 讲 不 高，其 精 度 主 要 取 决 于 伺 服 驱 动 系 统 和 机 械传动机构的性能和精度。特点：一、开环伺服控制系统简介 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用5/17/2023 9:00 PM二、通用变频器的构造 1.主回路（1 1）整流部分）整流部分把三相或单相交流电整流成直流
15、电。作用：二极管构成的不可控三相桥式电路或由晶闸管构成的三相可控桥式电路。整流器件：三相全波整流后平均直流电压为UD=1.35UL。直流平均值：返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用5/17/2023 9:00 PM二、通用变频器的构造 1.主回路（2 2）直流环节）直流环节在变频器闭合上电的瞬间，滤波电容C1和C2上的充电电流比较大，过大的冲击电流将可能导致三相整流桥损坏。为了保护整流桥，在变频器刚接通电源的一段时间里，电路内串入缓冲电阻RL，以限制电容C1、C2上的充电电流。当滤波电容C1、C2充电电压达到一定程度时，另触头开关SL接通，将RL短路掉。滤波电容C
16、1和C2的作用：滤平全波整流后的电压纹波；当负载变化时，使直流电压保持平稳。返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移 通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机。来自位置控制器的定位脉冲经步进驱动器的放大，可以直接控制步进电机的角位移，角位移可以通过滚珠丝杠、齿轮齿条、同步齿形带、蜗轮蜗杆等机械传动装置转换为直线运动或回转运动。给一个脉冲，转一个步距角。改变脉冲数量，可控制电机位置；（1）改变脉冲频率，可控制电机转速；（2）改变脉冲顺序，改变转动方向。（3）（4）二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机步进电机特点
17、返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用 步进电动机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极。定子转子定子绕组二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用ABC定子转子IAIBIC 定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。注 意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。步进电动机通的是直流电脉冲，这主要是指线 线圈 圈的 的联 联接 接和组数的区别 和组数的区别。二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环
18、伺服控制系统的应用步进电机的通电方式为：三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。三相单三拍三相绕组联接方式：Y型三相绕组中的通电顺序为：A 相 B 相 C 相通电顺序也可以为：A 相 C 相 B 相ABCIAIBIC二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用CABBCA3412使转子的位置力图使通电相磁路的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。在磁场的作用下，转子被磁化，磁场吸引转子；A 相通电，A 方向的磁通经转子形成闭合回路；A A 相通电使转子 相通电使转子1 1、3 3齿和 齿和
19、 AA AA 对齐。对齐。二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用CABBCA34121C342CABBA 同理，同理，B B相通电，转子 相通电，转子2 2、4 4齿和 齿和B B相轴线对齐，相对 相轴线对齐，相对A A相通电位置转 相通电位置转30 30；C C相通电再转 相通电再转30 30。二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用 这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循 这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周
20、期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。三相单三拍特点：（1）每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为步 步距 距角（角（绕组每次通断电使转子转过的角度 绕组每次通断电使转子转过的角度）。（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改 改变 变绕组 绕组通电顺序可改变 通电顺序可改变步进电机 步进电机转向 转向。二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用5/17/2023 9:00 PM二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机（2）步进电机的通电方式步进电动机绕组每一次通断电操作称为一拍
21、步进电动机通电循环的每拍中只有一相绕组通电，其余断电拍步进电动机通电循环的每拍中都有两相绕组通电单相通电方式双相通电方式 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用 三相单双六拍：A AB B BC C CA A 共六拍。CABBCA3412A A相通电 相通电，转子1、3齿和A相对齐。二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机（2）步进电机的通电方式 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用A A、B B相同时通电 相同时通电CABBCA3412 BB 磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使转子顺时针方向转动。AA 磁场继续对1、3齿有拉力。所
22、以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA 通电，转子转了15。二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机（2）步进电机的通电方式 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用B B相通电，相通电，转子 转子2 2、4 4齿和 齿和B B相对齐，相对齐，又转了 又转了15 15。CABBCA3412 总之，每个循环周期有六种通电状态，所以称为三相单双六拍，步距角为15。二、开环伺服控制系统的组成 1.步进电动机（2）步进电机的通电方式 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用（3）小步距角的步进电机实际采用的步进电机的步距角多为 实际采用的步进电机
23、的步距角多为3 3度和 度和1.5 1.5度，步 度，步距角越小，机加工的精度越高。距角越小，机加工的精度越高。二、开环伺服控制系统的组成1.步进电动机 为产生 小步距角 小步距角，定、转子都做成 多 多 齿 齿的，图中转子40 个齿，定子仍是 6个磁极，但每个磁极上也有五个齿。转子的齿距等于360/40=9，齿宽、齿槽各4.5。为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿，齿宽 齿宽 和 和 齿 齿 槽和 槽和 转 转 子相同 子相同。返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用工作原理：假设是单三拍通电工作方式。（1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对齐。此时，B
24、相和 A 相空间差120，含120/9=个齿；A 相和 C 相差240，含240/9=个齿。所以，A 相的转子、定子的五个小齿对齐时，B 相、C 相不能对齐，B相的转子、定子相差 1/3 1/3 个 个齿 齿（3 3），C相的转子、定子相差 2/3 2/3个 个齿 齿（6 6）。（3）小步距角的步进电机二、开环伺服控制系统的组成1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用（2）A 相断电、B 相通电后，转子只需转过1/3个齿（3），使 B 相转子、定子对齐。同理，C 相通电再转3 若工作方式改为三相六拍，则每通一个电脉冲，转子只转1.5。（3）小步距角的步
25、进电机二、开环伺服控制系统的组成1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用 步进电机通过一个电脉冲,转子转过的角度,称为步距角。K：通电方式系数（单拍/双拍方式时，K=1；单双拍方式时，K=2）M：相数Zr：转子齿数步距角：f：电脉冲的频率转速:二、开环伺服控制系统的组成1.步进电动机 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用p 步进电机需要按顺序对各相绕组进行轮流通断。因此来自位 来自位置控制装置（置控制装置（CNC CNC或 或PLC PLC等）的指令脉冲需要转换为能够控制 等）的指令脉冲需要转换为能够控制步进电机不同绕组电
26、流的大功率信号 步进电机不同绕组电流的大功率信号。实现这一变换的装置称为步进驱动器。开环控制环形分配器 功率驱动器步进电动机供电电源指令脉冲三、步进驱动器结构及工作原理 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用&步进驱动器的输入来自位置控制装置的指令脉冲，输出连接到电机绕组，这样的驱动器应具有以下功能。电压隔离 电压隔离 脉冲分配 脉冲分配 功率放大 功率放大三、步进驱动器结构及工作原理1.1.电压隔离 电压隔离为了防止驱动器的高压、大电流损坏位置控制装置，驱动器与控制装置间一般都需要通过光电耦合器件进行“电隔离”返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控
27、制系统的应用 步进电动机在个脉冲的作用下，转过一个相应的步距角，因而只要控制一定的脉冲数，即可精确控制步进电动机转过的相应的角度。但步进电动机的各绕组必须按一定的顺序通电才能正确工作，这种使电动机绕组的 使电动机绕组的通断电顺序按输入脉冲的控制而循环变化的过程称为环形脉冲分配 通断电顺序按输入脉冲的控制而循环变化的过程称为环形脉冲分配。2.2.环形脉冲分配 环形脉冲分配三、步进驱动器结构及工作原理 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用特点：能 充 分 利 用 计 算 机 软 件 资 源，以 减 少 硬 件 成 本，尤 其 是 多 相 电 动 机 的 脉冲分配更显示
28、出它的优点。但 由 于 软 件 运 行 会 占 用 计 算 机 的 运 行 时 间，因 而 会 使 插 补 运 算 的 总 时 间增加，从而影响步进电动机的运行速度。实现环形分配的方法有两种：实现环形分配的方法有两种：（1）是计算机软件分配：采用查表或计算的方法使计算机的三个输出引脚依次输出满足速度和方向要求的环形分配脉冲信号。2.2.环形脉冲分配 环形脉冲分配三、步进驱动器结构及工作原理 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用 R 和R*分别为双三拍运行和六拍运行的复位端。当R 加上正脉冲，ABC 的状态为110，而R*加上正脉冲后，ABC 的状态为100，以避免
29、ABC 出现000或111非法状态。CH250有A、B、C 三个输出端，当输入端CL 或EN 加上时钟脉冲后，输出波形将符合三相反应式步进电动机的要求。若采用CL 脉冲输入端时，是上升沿触发，同时EN为使能端，EN 1时工作，EN 0时禁止。反之，采用EN作 时 钟 端，则 下 降 沿 触 发，此 时CL 为 使 能 端，CL 0时工作，CL 1时禁止。（2 2）硬件环形分配器）硬件环形分配器 集成脉冲分配器CH250是专为三相反应式步进电动机设计的环形分配器。这种集成电路采用CMOS工艺，集成度高，可靠性好。它的管脚图及三相六拍工作时的接线图如图所示。2.2.环形脉冲分配 环形脉冲分配三、步
30、进驱动器结构及工作原理 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用3.3.功率放大功率放大 常见的功率放大电路有：单电源驱动电路、双电源驱动电路、单电源驱动电路、双电源驱动电路、斩波限流驱动电路 斩波限流驱动电路、升频升压驱动电路、集成功率驱动电路等。要使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，必须为步进电机提供足够功率的控制信号，实现这一功能的电路称为步进电动机驱动电路。驱动电路实际是一个功率开关电路，其功能是将环形分配器的输出信号进行功率放大，得到步进电动机控制绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形 控制绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。三、步进驱动器结构及
31、工作原理 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用（1 1）单电源驱动电路 单电源驱动电路续流回路，用于绕组断电时的放电通过电容提高导通瞬间启动电流VT（晶体管）使流过W的波形接近矩形波。W（电动机绕组）W 中电流不能突变R0（限流电阻）用来限制绕组电流，减小绕组电气时间常数。优点：线路简单，功率元件少，成本低。缺点：RD上要消耗能量，工作效率低。三、步进驱动器结构及工作原理3.3.功率放大功率放大 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用v 原理：采用高压和低压两组电源向电机绕组供电。在步进电动机绕组刚接通时，通过高压电源供电，以加快电流上
32、升速度，延迟一段时间后，切换到低压电源供电。（2 2）双电源驱动电路）双电源驱动电路三、步进驱动器结构及工作原理3.3.功率放大功率放大这种电路的特点是电动机绕组主电路中采用高压和低压两种电压供电，一般高压为低压的数倍。适用于大功率和高频工作的步进电动机，高低压驱动功率接口两个输入控制信号，它们应保持同步，且前沿在同一时刻跳变 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用2.2.双电源驱动电路 双电源驱动电路Ug Ug高压 高压Ud Ud低压 低压VTg VTg高压控制晶体管 高压控制晶体管VTd VTd低压控制晶体管 低压控制晶体管VD VD续流二极管 续流二极管VD2
33、 VD2阻断二极管 阻断二极管U UCP CP 控制脉冲 控制脉冲R RS S 限流电阻 限流电阻三、步进驱动器结构及工作原理3.3.功率放大功率放大 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用2.双电源驱动电路B当UCP为高电平时，VTg/VTd同时导通，Ug向绕组W供电，iW迅速上升；B高压定时时间到以后，VTg关断，Ud经阻断二极管VD2向绕组W供电。B当绕组断电时，VTg再次导通，绕组电流通过续流二极管VD、限流电阻RS与VTg构成回路泄放。三、步进驱动器结构及工作原理3.3.功率放大功率放大 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用3
34、.斩波驱动电路 斩波驱动电路R：采样电阻，阻值很小。比较器输入：“-”端采样电压，“+”端给定电压。与门ui为低电平时Tl和T2两个开关管均截止；ui为高电平时，T1和 T2两个开关管均导通，电源向绕组供电。三、步进驱动器结构及工作原理3.3.功率放大功率放大 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用 由于绕组电感的作用，R上的电压逐渐升高，当超过给定电压uc时，比较器输出低电平 与门输出低电平 T1截止电源被切断；当取样电阻上的电压小于uc时，比较器输出高电平，与门也输出高电平，T1又导通，电源又开始向绕组供电。与门 返回第一张 上一张幻灯片下一张幻灯片任务二 开环伺服控制系统的应用特 特 点 点 T2每导通一次，Tl导通多次，绕组电流为锯齿波。在T2导通期间，电源是脉冲式供电的，所以提高了电源效率，并且能有效地抑制共振。由于无需外接限流电阻所以提高了高频性能，但是，由于电流波形为锯齿形，将会产生较大的电磁噪声。斩波供电只需单电源。斩波供电的电流波形