步进伺服编码器教程合集机械传动系统

=MWP+MFP+ + +JLi

ih

i2h 式中MWP——作用在负载轴上峰值工作力矩（N·cm）；MFP——作用在负载轴上峰值磨擦力矩（N·cm）；εLP——负载轴的峰值角加速度（rad/s2）； JL——负载转动惯量η——it—— T TM20 Wihdt1TT20 Fihdt1TT0J+JLM+ ie

式中MW——作用在负载轴上的瞬时工作力矩；

MWP+MFP+

JM+JGM

对式（4-2）取

iOPt=

+ +J + +J +

= h- + +

ihdeL=取

L + + = F+ F

Mh

+

J=

+JB

+JC

+JD =

J + A1+

J+ A 1 1 i2

i2= 1+i2

++

=

1+i2

+tA 1 式中JA、JB、JC、JD——

1

i4-112 02

i4-1-2i2= 或i=

i= i=

2 222n

2ni=

g2n

i=2

2n2 式中n——k——JGM/J1，是传动装

pd W=brgp[(A)2+(B)2+(C)2+(D)2]= Abrg(2+i2+ti1 i1式中b——齿轮宽度； 令dW,

i

i2

ii2又因iii所以i 1 nDjm=DjkiLKk=1n

式中Djk

步进电机 ①步距角（β）t·i

δ——直线脉冲当量t——丝杠导程步进电机式中

Dbs=Db1+Db2+

表4-1交、直流伺服电机①电机运行曲线要想使直流伺服电合转矩-转速特性曲线。直流伺服电机的转矩转速特性曲线如图4-9所 交、直流伺服电机②转矩的选择电机的额定转矩Tn，主要依据折算到电机轴上负载力矩

Tn‡③转速的选择选择电机转速时，要保证电机电高转速nm满足设④转动惯量的选择电机转子转动惯量应与负载惯量相匹配，否则将直接影响电机和整个伺服系统的动态性能。对于数字调节系统电机为0.03~0.3，电磁式伺服电机0.1~1⑤热时间常数热时间常数的大小表明可超载运行时间的能力。谐振频率KmJf1 或fKmJ (2)刚 Ks=

Ngcmrad

MT——单位脉冲在伺服电机轴上的输出转矩（N·cm/脉冲n1=

i=1 伺服机械系统的机械参数－质量（惯量） 其失动范围大小用失动量表示，通常折合成直线运动来表DS=DS+DB+

齿轮箱：高速链传动比iH=3低速链传动比1.5；折算到电机轴的齿轮系转动惯量：高速链pd2 3.14·0.0562·

KX= = N 2.16 =

+ + = +

+ ·

m 2Kb

2 2· 14.4

等式

=370rad =

=

Deg= = p

360·8Km

2·3.14

=153Ngm

t= t

i2Kh

2·3.14

·32

·153·0.93=3.5·108N1 x2=1 (qt)2=

=

Ksc=

(qmotor)2h

= i2hKm D=

= 齿轮 侧隙引起的失动量设齿轮副的模数m=1×10-3m，齿数 侧隙4mD=

=2 t2

总失动量67.322.410 6

= 感应同步器结构1．感应同步 2.光栅式检测装 3．码盘式检测装4．旋转变压 5．磁栅式位移检测装

1)

感应同步器结构静电感应，滑尺的表面还贴有层。图m， 电源（设正弦绕组激磁电压为US；余弦绕组激磁电压为UC）激磁。由于电磁感应（互感es=kUs

k——定尺与滑尺上绕组的电磁耦合系数；θ——滑尺相以定 ec=-kUc

感应电势应是分别感应电势的代数和（e=es+ec）。据此就可以求出滑尺的位移。W

感应同步器工作方式

Us=Umsinw = cos

s+ec=kUmsinwtcosq-kUmcoswt= wt sinwt-2px

感应同步器工作方式Us=UmsinjsinwtUc=Umcosjsin式中，ф同理，可推出定尺上绕组合成感应电势 e=e+e= sinwtsinj-2px

就会透过两个光栅尺，形成明暗相间的粗条条纹，其方向与光栅刻线相垂直，如图4-19所示。若两个光栅尺相对位移一个栅距W，条纹也移动一个条纹间距件）的准确位移。若两个光栅尺栅距均为W，条纹间距B与W的关系为：B= »sinq

据条纹与光栅线纹移动的 图2所示是直接接收式读数头结构，这类读数头应用最广。图4-23所示是镜象式 以多用于精密的自动检测及控制设备上。(三米丝杆测量装置）20位），最内圈码道代表最（图示为23位）。光电式码盘是以透光和不透光分特点：旋转变压器结构简单，对环境要求低， 能力强，较适合工业机器当激磁电压加到原边绕组时，通过电磁耦合，。因旋转变压器的副边绕组装在转子上，因此随着转子旋转，其副边绕组输出的电势就和转子 势最大；当α=±π/2时，转子绕组中没有磁力式中n——Um——定子激磁电压的幅值；ω

=kFcos2wt=kFsin2pxcos k—— 后频f1-f2且按sin[2π(f1-f2－＋Δf2)t]变化的测量信号。将来自光电元件10、12上的拍频信号各置x=N2式中λ2——频率为f2 式中k——比例常数；N如电阻 时，输出电与L

n=

式中Z——圆盘上缝隙数；t——测量时间（s）一般取图4-31所示是利用位移传感器（式等）检测齿轮转速的例子。转速nn= 式中f——传感器输出周期信号频率（Hz）钢，并把元件固定在其附近不动，当小磁钢随转轴转动而经过元件时，就可在元件霍尔元件

于磁场中，当其流经的元件

e(r

LL1.602x10-19

fE=eEH=

b

霍尔元件 VH=bvBsina=bv

流经载流体的电流与载流体中电子的速度有如下关系：Inevb由上两式子可知道霍尔电势为 = B=RH B= ne =n=

-DU-Id

=n-CE CE0 = d-DU Dn=Id0 C C

式中Ud——加在电枢 Id——电机电枢电流 Rd——电机电枢电路总电阻 速。其中调速特性较好，应用广泛的是调压调速 Ud=CEFn+IdRa+DUUd=KdK1(Ug-KFn)

K1——放大器的放大倍九；Ug——给定电压； n=KdK1Ug-DU =KaUg-DU

= -

1+1+ 1+1+ 式中

K=KdK1KF=KaCE CE 1

= Id1+

1+ (PulsewidthModulate)电压-器和器-UT + 等 电机轴上带有一个永磁测速装置，组成一个速度反馈回路，从而实现稳速实现电机速度以同样规律进行1-1-

p式中s——电机的转差率；

交流电机的变频调速E1=4.44f1N1KN1F

1E11

时，必须同时降低E1使 交流电机的变频调速加 驱动系统。由于各相电流波