【21页】毕业论文：永磁同步伺服电机控制系统设计与实现.doc文档全文免费阅读

普通加工直径的车床，纵向和横向的驱动力矩都在以上。

为此，数控机床的进给传动链应尽量短，传动摩插系数尽量小，并减少间隙，提高刚度，减少惯量，提高效率。

大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。

交流伺服电动机在数控系统中的应用交流伺服电动机在数控系统中的应用特点无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。

控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。

电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。

交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。

电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。

部分内容简介是转子就跟着旋转磁场沿同方向转动。

这就是交流伺服电动机的简单工作原理。

交流伺服电动机在数控系统中的应用交流伺服电动机在数控系统中的应用特点无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。

控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。

电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。

交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。

大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。

因而适合做低速平稳运行的应用。

其交流伺服电机还有以下特点。

精度高数控机床是按预定的程序自动进行加工的，不可能象普通机床那样手动操作来调整和补偿，各种因素对加工精度的影响，故数控机床的实际位移与指令位移之差要小。

现代数控机床的位移精度般为甚至可东北大学继续教育学院毕业设计论文高达微米，以保证加工质量的致性，保证复杂曲面曲面零件的加工精度。

调速范围宽调速范围是指最高进给速度和最低进给速度的比，目前先进调速水平是在脉冲当量或最小设定单位为微米的情况下，进给速度能在的范围内连续可调，般数控机床的进给速度能在的范围内连续可调，即调速范围为。

快速响应并无超调对伺服系统除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪信号的响应要快。

伺服系统的这个特点对伺服系统的动态性提出了两方面要求方面在伺服系统处于频繁的启动制动加速减速等动态过程中，为了提高生产率和加工质量则要求加减速度足够大以缩短过度过程时间。

般电机速度到最大或从最大减到，时间应控制在以下，甚至小于几十毫秒且速度变化时不应有超调另方面，是当负载突变时，过度过程前言要陡，恢复时间要短，且无震荡，这样才能得到光滑的加工表面。

能在低速时输出大的转矩。

东北大学继续教育学院毕业设计论文数控机床的进给系统常在相对较低的速度下进行切削，故要求伺服系统能够输出大的转矩。

普通加工直径的车床，纵向和横向的驱动力矩都在以上。

为此，数控机床的进给传动链应尽量短，传动摩插系数尽量小，并减少间隙，提高刚度，减少惯量，提高效率。

交流伺服电动机与其他电动机的比较步进电机是种离散运动的装臵，它和现代数字控制技术有着本质的联系。

在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。

随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。

为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。

虽然两者在控制方式上相似脉冲和方向信号，但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异，现就二者的使用性能作比较。

控制精度不同两相混合式步进电机步距角般为，五相混合式步进电机步距角般为。

也有些高性能的步进电机步距角更小。

交流伺服电机的控制东北大学继续教育学院毕业设计论文精度由电机轴后端的旋转编码器保证。

二低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。

振动频率与负载情况和驱动器性能有关，般认为振动频率为电机空载起跳频率的半。

这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。

当步进电机工作在低速时，般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。

交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。

交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能，可检测出机械的共振点，便于系统调整。

三矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速般在。

交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速般为或以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。

四过载能力不同步进电机般不具有过载能力。

交流伺服电机具有较强东北大学继续教育学院毕业设计论文的过载能力。

以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。

其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。

步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。

五运行性能不同步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升降速问题。

交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位臵环和速度环，般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

六速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速般为每分钟几百转需要毫秒。

交流伺服系统的加速性能较好，以松下交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控东北大学继续教育学院毕业设计论文制场合。

综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。

但在些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。

所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。

永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较直流伺服驱动技术受电机较好，以松下交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控东北大学继续教育学院毕业设计论文制场合。

综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。

但在些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。

所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。

永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较直流伺服驱动技术受电机本身缺陷的影响，其发展受到了限制。

直流伺服电机存在机械结构复杂维护工作量大等缺点，在运行过程中转子容易发热，影响了与其连接的其他机械设备的精度，难以应用到高速及大容量的场合，机械换向器则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。

交流伺服电机克服了直流伺服电机存在的电刷换向器等机械部件所带来的各种缺点，特别是交流伺服电机的过负荷特性和低惯性更体现出交流伺服系统的优越性。

所以，交流伺服系统在工厂自动化等各个领域得到了广泛的应用其交流伺服优点有以下特点无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。

定子绕组散热比较方便。

惯量小，易于提高系统的快速性。

适应于高速大力矩工作状态。

同功率下有较小的体积和重量。

东北大学继续教育学院毕业设计论文在数控系统中如何选择交流伺服电动机选择电机，首先要确定电机工作点的力矩有多大，及在这个力矩下需要的电机转速即额定转速是多少，依此可以确定需要多大尺寸的电机能满足这个要求。

电机的额定转速和额定力矩决定了电机的输出功率。

对于两台尺寸完全相同的电机来说，由于转速不同，力矩不同，所以输出功率也不同。

力矩大转速高的电机，其输出功率就大，当然电流也要增大。

对于同台电机，负载转速与负载力矩成反比。

即随着负载力矩的增大，电机转速将降低。

般来说，电机所带的负载力矩，应与电机给定的额定力矩相同。

因为，在额定力矩下工作时，电机是处于最高效率点附近。

而当负载力矩大于额定力矩时，电机处在超负荷运行状态，这将影响到电机的发热和使用寿命。

选择交流伺服电机应考虑的参数因素负载曲线在电机转矩极限曲线的下方负载曲线必须小于电机的额定转速惯量决定整个系统的响应性，即加减速特性选择恰当的减速比东北大学继续教育学院毕业设计论文惯量比折算到电机轴上的负载惯量电机转子惯量伺服电机工作的惯量比应为倍最佳惯量匹配惯量比为锋值力矩加减速要求电机转子惯量负载惯量额定力矩交流伺服电动机在数控系统中的应用实例交流伺服系统在大型铣镗床的应用大重型落地式数控铣镗床为机电液体化技术密集型产品，其性能要求可实现多轴控制五坐标联动可加工带有复杂曲面的大型工件属于机械加工行业里的高精度高性能高效率的关键重大装备，目前此种类型产品基本依赖从国外进口。

如果在保证性能的前提下实现国产化，尤其是采用国产化的全数字伺服系统，可以达到大幅度节约成本，打破国外的技术垄断和制约，推动民族工业的发展的目的。

技术要求落地数控铣镗床作为重型精密加工设备，要求很高的调速性能，调速比要求大于，目前国内控制系统东北大学继续教育学院毕业设计论文主要采用直流调速系统。

主要技术要求如下在带载调速过程中必须保证足够的转矩平稳输出，能够实现进给轴低速平稳运行和大扭矩输出。

重载加工过程中在负载转矩大范围波动的情况下保证运行速度的平稳。

采用时光科技交流伺服控制系统的型号落地式数控铣镗床的外形图。

落地式数控铣镗床采用时光交流伺服时光科技交流伺服控制器具有以下