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数控机床系统可调功能
日期：2009年11月03 来源：沈阳第一机床厂 关键字：数控机床
控制回路还包括换向控制和可逆调速，数控机床进给系统具有正、反向进给的功能，故晶闸管也需组成可逆驱动系统(即包括正向组系统和反向组系统)。可逆驱动系统分为有环流和无环流两大类。有环流系统的特点是动态性能好、反应迅速，但投资大，需要庞丈的限数控机床流电抗器等；无环流系统没有换向与限流电抗，主回路简单，但有切换死区，反应稍微迟缓。用来控制“正走组桥”和“反走组桥”进行工作切换的换向控制信号是由速度调节器的输山端取出的，它反应了误差信号(或速度指令)的极性。换向信号经过逻辑处理和延时，对晶闸管移相器的触发脉冲分配进行控制，使得在“正走组桥”工作时，“反走组桥’’关断：反之亦然。实际速度控制单元巾为了保证系统安全可靠的工作，还包括短路保护、过载保护和限制最大动／静态电流和失控保护等电路。根据以上的分析扑结合图4—17所示电路，直流可控硅调速系统的工作原理可简述如下:当给定的指令信号增大时，则有较大的偏差信号加到调节器的输入端，放大器的输出电压随之加大，使触发器的触发脉冲前移<即减小触发角，使可控硅导通角增大)，如图4-数控机床20中虚线处脉冲。输出电压升高，电动机转速也增大。同时，测速电动机反馈输出电压也逐渐增加，当系统达到新的动态平衡时，电动机就以要求的较高转速稳定运转。假如系统受到外界干扰，如负载增加时，转速就下降，反馈电压减小，则速度调节器的输入偏差信号增大，即放人器输出电压增加，触发脉冲前移，晶闸管整流据输出电压升高，从而使电动机转速上升，直至恢复到外界；厂扰前的转速值。与此同时，电流也起到调节作用。因为电流调节器也有两个输入信号： —个是由速度调节器来的信号，它反映了速度偏差的大小，作为电流调节3S的给定值；另—个是电流反馈信号，它反映主回路的电流大小。电流调节罪用以维持或调节中流，例如，当电网电压突然降低时，整流器输出电压也随之降低，在电动机转速山十惯性尚未变化之前，首先引起主回路电流减小，从而立即使电流调节器的输出增加，触发脉冲前移，使整流器输出电骶恢数控机床复到原来的值，从而抑制了主网路电流的变化。当速度给定信号为—•阶跃函数时，电流调节器有一个很大的输入值，但其输出值已整定在最大饱利值。此时的电枢电流也在最大值(一般取额定值的24倍)，从而使电动机枉加速过程小始终保持在早大转矩和最人加速度状态，以使启动／伟揪过程最短。
由此可见，具有速度外环、电流内环的双环调速系统有良好的静态、动态指标，其启动过程很快，可以最人限度地利用电动机的过朋自力，使过渡过程最短。因此，这种过程是限制极限转矩的最佳过渡过程”这种双环调速系统的缺点是：在低速轻载时，电枢电流出现断续现象，机械特性变软，整流装置的外特性变陡，总放大倍数下降，同时也使动态品质恶化。为此，刮采取电枢电流自适应调节器解决，也町采用增加—个电压调节器内环(即组成三环系统)的办法米解决“ ⑦晶体管脉宽调制调速系统由于大功串晶体管工艺上数控机床的成熟和高反压大电流的模块型功率晶体管的商品化，晶体管脉宽调制型的直流调速系统得到了广泛应用。与可控硅相比，晶体管的控制简单、开关特性好，克服了可控硅调速系统的波形脉动．特别是克服了轻载低速凋速特性差的问题。晶体管脉宽调制系统的组成原理及特点
该系统山控制回路和主回路构成。控制部分包括速度调节器、电流调节器、固定频率振荡器及三角波发生29、脉帅宽度调制器和基极驱动电路等；土回路包括晶体管开关式放人器和功率整流器等。控制部分的速度调节器和电流调节器与可控硅调速系统 样，同样采用双环控制。不同的只是脉宽调制和功率放大器部分，它们是晶体管脉宽调制调速系统的核心。所谓脉宽调制就是使功率放大鞯中的晶体管丁作在开／关状态F，开关频串保持恒定，用调整开关数控机床周期内晶体管导通时间的方法宋改变其输出，从而使电动机电枢两端获得宽度随时间变化的给定频率的电压脉冲。脉宽的连续变化，使电枢电压的平均值也连续变化，因而使电动机的转速连续调艳。 脉宽调制罪的作用，是使电流调节器输出的直流电乐电干(技给定指令变化)与振荡器产生的固定频率三角波叠加，然后利用线性组件产生宽度可变的矩形脉冲，经基极的驱动电路放大后加到功率放大器晶体管的基极，控制其开关周期及导数控机床通的持续时间。主回路的功率放大器采用脉宽调制式的开关放火器，晶体管工作在开／关状态。根据功率放大2e输出的电压(加于电动机的电枢上)波形，可分为单极性输出、双极性输出和有驳甲极性输出三种工作方式。各种㈠；同的开关工作方式又分为町逆式功率放大电路和不可逆式功事放大电路。
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