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第二节常用的伺服电机
日期：2010年06月04 来源：沈阳机床 关键字：数控车床
第二节常用的伺服电机
一、步进电机
步进电机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应角位移的电磁装置=步进电机主要用于经济型数控车床的进给驱动，一般采用开环的控制结构。
有些数控车床采用步进电机驱动，同时利用位置检测元件构成反馈补偿型的驱动控制形式。步进电机的激励电源为脉冲电源，步进电机则跟随输入脉冲按节拍一步一步地转动。对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就旋转一个固定的角度，称为一步，每一步所转过的角度叫做步距角。步进电机的角位移量和输入脉冲的个数严格地成正比例．在时间上与输入脉冲同步。因此，只需控制输入脉冲的数量、频率及电机绕组通电相序．便可获得所需的转角、转速及旋转方向。无脉冲输人时，在绕组电源激励下，气隙磁场能使转子保持原有位置而处于定位状态。
数控车床主要采用反应式和混合式步进电机．反应式步进电机也称为磁阻步进电机。
1．步进电机的结构与工作原理
三相反应式步进电机结构原理。定子上有6个均布的磁极，在直径相对的两个极上的线圈串联，构成了一相控制绕组。极与极之间的夹角为60。，每个定子极上均布5个齿，齿槽距相等，齿间夹角为9。。转子上无绕组，只有均匀分布的柏个齿，齿槽等宽，齿间夹角也是90。三相(u、V、w)定子磁极和转子上相应的齿依次错开了1／3齿距。这样，若按三相六拍方式给定子通电，即可控制步进电机以1 5。的步距角(每次通电步进电机的转动角度)作正向或反向旋转。步进电机步距角的大小，不仅与通电方式有关，而且还与转子的齿数有关。
2．步进电机的应用
由步距角计算式可知，循环拍数越多，步距角越小，定位精度越高。另外，通电循环拍数和每拍通电相数对步进电机的矩频特性、稳定性等都有很大的影响。步进电机的相数也对步进电机的运行性能有很大的影响。为提高步进电机的输出转矩、工作频率和稳定性，可选用多相步进电机，并采用2×m拍工作方式。但2×m拍工作方式的功耗比单舰拍的大。
由于采用脉冲方式工作，且各相需按一定规律分配脉冲，因此，在步进电机控制系统中，需要脉冲分配逻辑和脉冲产生逻辑。而脉冲的多少需要根据控制对象的运行轨迹计算得到，因此，还需要插补运算器。数控车床所用的功率步进电机要求控制驱动系统必须有足够的驱动功率，所以，还要求有功率驱动部分。为了保证步进电机不失步地启停．要求控制系统具有升降速控制环节。目前的车床数控系统，由于都采用了小型或微型计算机控制，上述很多控制环节，如升降速控制、脉冲分配、脉冲产生、插补运算等，都可以由计算机完成，使步进电机控制系统的硬件电路大为简化。
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