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以數(shù)控機(jī)床為例看AC永磁同步機(jī)伺服系統(tǒng)
系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)、伺服驅(qū)動(dòng)器(SD)、永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)(SM)及位置(速度)傳感器(S)等組成。
CNC用來(lái)存儲(chǔ)零件加工程序、進(jìn)行各種插補(bǔ)運(yùn)算和軟件實(shí)時(shí)控制，向各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出各種控制命令。
SD和SM接收到CNC的控制命令后，快速平滑調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度并精確地進(jìn)行位置控制。
S代表位置和速度傳感器(或檢測(cè)器)
目前AC伺服系統(tǒng)常用的位置和速度檢測(cè)器有光電式和電磁式兩種。例如光電編碼器、磁編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器(BR)以及多轉(zhuǎn)式絕對(duì)值編碼器。后面二種，可作多種檢測(cè)功能應(yīng)用，既可檢測(cè)系統(tǒng)位置和轉(zhuǎn)子速度，又可檢測(cè)系統(tǒng)位置和轉(zhuǎn)子速度，又可檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極位置。它堅(jiān)固耐用，不怕震動(dòng)，耐高溫，惟存在信號(hào)處理電路復(fù)雜缺點(diǎn)。
無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BL、DCM)中轉(zhuǎn)子磁極位置檢測(cè)方法，一般都做到無(wú)接觸式，常用的有電磁式、光電式和間接檢測(cè)方式。
(1) 電磁式:a.差動(dòng)變壓器式;b.接近開關(guān)式;
(2) 磁敏式:霍爾元件集成電路及?？?/font>;
(3) 光電式:a.簡(jiǎn)單光電式(光敏晶體管);
b.絕對(duì)式光電編碼盤;
c.增量式光電編碼盤。
(4) 間接式:利用電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電壓)間接檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極位置。它用于精度要求不高的場(chǎng)合。
數(shù)控機(jī)床用于精密機(jī)械加工，所以對(duì)伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)精度有很高的要求，并具有寬廣的調(diào)速范圍和定位精度而工業(yè)機(jī)器人的伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似，但伺機(jī)服電動(dòng)機(jī)SM作為工業(yè)機(jī)器人手臂和腰、腿的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，要求其體積小，重量輕，且能產(chǎn)生大轉(zhuǎn)距。又由于工業(yè)機(jī)器人不同的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，伺服電機(jī)軸上慣量和力矩將發(fā)生很大變化，因此，適應(yīng)性有更高要求。
2.3 交流永磁同步電動(dòng)機(jī)AC伺服系統(tǒng)
交流永磁同步電動(dòng)機(jī)AC伺服系統(tǒng)由永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)SM1速度和位置傳感器BR、PWM功率逆變器UI以及具有PI功能的速度控制器ASR和電流控制器ACR等部分組成。
AC伺服系統(tǒng)工作原理如下:速度指令和速度反饋信號(hào)在ASR速度控制器的輸入端比較，ASR輸出信號(hào)為電流指令信號(hào)在乘法器中相乘就得到交流電流指令。交流電流指令值與電流反饋信號(hào)相比較后，差值送入ACR電流控制器。
PWM或SPWM(正弦脈沖寬度調(diào)制)波形生成電路及功率逆變器，輸出三相變壓變頻的交流電給永磁同步電動(dòng)機(jī)SM的定子繞組，并使輸入電樞繞組中的交流電流保持良好的正弦性。(SM轉(zhuǎn)子裝有特殊形狀的永磁體，產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，因此提高SM的效率)。
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