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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)由計算機(jī)數(shù)字控制(CNC)、伺服驅(qū)動器(SD)、永磁同步伺服電動機(jī)(SM)及位置(速度)傳感器(S)等組成。
CNC用來存儲零件加工程序、進(jìn)行各種插補(bǔ)運算和軟件實時控制，向各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動系統(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)運動速度并精確地進(jìn)行位置控制。
S代表位置和速度傳感器(或檢測器)
目前AC伺服系統(tǒng)常用的位置和速度檢測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)式絕對值編碼器。后面二種，可作多種檢測功能應(yīng)用，既可檢測系統(tǒng)位置和轉(zhuǎn)子速度，又可檢測系統(tǒng)位置和轉(zhuǎn)子速度，又可檢測轉(zhuǎn)子磁極位置。它堅固耐用，不怕震動，耐高溫，惟存在信號處理電路復(fù)雜缺點。
無刷直流電動機(jī)(BL、DCM)中轉(zhuǎn)子磁極位置檢測方法，一般都做到無接觸式，常用的有電磁式、光電式和間接檢測方式。
(1) 電磁式:a.差動變壓器式;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.簡單光電式(光敏晶體管);
b.絕對式光電編碼盤;
c.增量式光電編碼盤。
(4) 間接式:利用電樞繞組的感應(yīng)電動勢(電壓)間接檢測轉(zhuǎn)子磁極位置。它用于精度要求不高的場合。
數(shù)控機(jī)床用于精密機(jī)械加工，所以對伺服系統(tǒng)的動態(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)服電動機(jī)SM作為工業(yè)機(jī)器人手臂和腰、腿的驅(qū)動執(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)器人不同的運動姿態(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 交流永磁同步電動機(jī)AC伺服系統(tǒng)
交流永磁同步電動機(jī)AC伺服系統(tǒng)由永磁同步伺服電動機(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在ASR速度控制器的輸入端比較，ASR輸出信號為電流指令信號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，因此提高SM的效率)。
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