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第二節常用的伺服電機
日期：2010年06月04 來源：沈陽機床 關鍵字：數控車床
第二節常用的伺服電機
一、步進電機
步進電機是一種用電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉換成相應角位移的電磁裝置=步進電機主要用于經濟型數控車床的進給驅動，一般采用開環的控制結構。
有些數控車床采用步進電機驅動，同時利用位置檢測元件構成反饋補償型的驅動控制形式。步進電機的激勵電源為脈沖電源，步進電機則跟隨輸入脈沖按節拍一步一步地轉動。對步進電機施加一個電脈沖信號時，步進電機就旋轉一個固定的角度，稱為一步，每一步所轉過的角度叫做步距角。步進電機的角位移量和輸入脈沖的個數嚴格地成正比例．在時間上與輸入脈沖同步。因此，只需控制輸入脈沖的數量、頻率及電機繞組通電相序．便可獲得所需的轉角、轉速及旋轉方向。無脈沖輸人時，在繞組電源激勵下，氣隙磁場能使轉子保持原有位置而處于定位狀態。
數控車床主要采用反應式和混合式步進電機．反應式步進電機也稱為磁阻步進電機。
1．步進電機的結構與工作原理
三相反應式步進電機結構原理。定子上有6個均布的磁極，在直徑相對的兩個極上的線圈串聯，構成了一相控制繞組。極與極之間的夾角為60。，每個定子極上均布5個齒，齒槽距相等，齒間夾角為9。。轉子上無繞組，只有均勻分布的柏個齒，齒槽等寬，齒間夾角也是90。三相(u、V、w)定子磁極和轉子上相應的齒依次錯開了1／3齒距。這樣，若按三相六拍方式給定子通電，即可控制步進電機以1 5。的步距角(每次通電步進電機的轉動角度)作正向或反向旋轉。步進電機步距角的大小，不僅與通電方式有關，而且還與轉子的齒數有關。
2．步進電機的應用
由步距角計算式可知，循環拍數越多，步距角越小，定位精度越高。另外，通電循環拍數和每拍通電相數對步進電機的矩頻特性、穩定性等都有很大的影響。步進電機的相數也對步進電機的運行性能有很大的影響。為提高步進電機的輸出轉矩、工作頻率和穩定性，可選用多相步進電機，并采用2×m拍工作方式。但2×m拍工作方式的功耗比單艦拍的大。
由于采用脈沖方式工作，且各相需按一定規律分配脈沖，因此，在步進電機控制系統中，需要脈沖分配邏輯和脈沖產生邏輯。而脈沖的多少需要根據控制對象的運行軌跡計算得到，因此，還需要插補運算器。數控車床所用的功率步進電機要求控制驅動系統必須有足夠的驅動功率，所以，還要求有功率驅動部分。為了保證步進電機不失步地啟停．要求控制系統具有升降速控制環節。目前的車床數控系統，由于都采用了小型或微型計算機控制，上述很多控制環節，如升降速控制、脈沖分配、脈沖產生、插補運算等，都可以由計算機完成，使步進電機控制系統的硬件電路大為簡化。
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