电气自动化正文

1第一章绪论1课题背景数控技术被广泛用于世界各国制造业，以提高制造能力和生产水平，提高对动态多变市场的竞争力和适应力。数控机床的技术水平上下及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比，是衡量一个国家国民经济开展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控立车是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视，并得到了迅速的开展。主轴控制是数控立车构成中一个重要的局部，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量有着重要的作用。机床主轴控制从手动控制开展到自动控制，从简单的控制设备开展到复杂的控制系统，从有触点的继电－接触器控制系统开展到以计算机为核心的软件控制系统，机床主轴控制技术是随着元器件的不断更新和计算机技术的开展，并且综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等先进科技成果而迅速开展起来的。2数控立车主轴控制装置的开展现状数控机床的主轴控制装置主要是由控制系统和调速装置这两大局部组成。数控机床是制造装备的装备，被称为“工作母机〞；数控系统是数控机床的“大脑〞，是数控机床的核心,机床的各种功能都由数控系统来控制实现。 随着计算机技术的高速开展，传统的制造业开始了本质性的变革，所有工业兴旺国家都投入巨资，对现代制造技术进行研究、开发，并提出了新的制造模式。在现代制造系统中，关键技术是数控技术，它将计算机、微电子、自动检测、信息处理、自动控制等高新技术集成于一体，具有高效率、高精度、柔性自动化等特点。对制造业实现柔性自动化、智能化、集成化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生重大性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式开展。在集成化根底上，数控系统实现了超小型化、超薄型；在智能化根底上，综合了计算机、多媒体、神经网络、模糊控制等多学科技术，数控系统实现了高精、高效、高速控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。羞 相近几事年来尼，希电力乌电子耀技术乒、大偿规模预集成怀电路跳和计植算机管技术偿的飞游速发拖展，再为交卖流调丰速技马术的汗开展芒创造崭了有键利条俭件,去使交越流电她动机普调速芳和控用制提夺高到番了一虫个新托的水键平。松并且直国内劝外都竟十分声重视誉开发雾研究渣交流颗电动晨机的物调速半技术箱。梨大功裹率交缺流传作动控腊制方雅面的恭研究块，得挥到突晓飞猛奴进的痒开展命。近躬来来祖，国执际上践又推骨出谐补振式舒逆变践器，中使开双关元飘件在序零电裙流或篮零电啦压时旗导通假设或者鸟关断充，降俘低开桂头损荡耗，揉减小抓回路瘦体积纱。这挠种电骡源最描大已供到达享10门0K女W。典由于案直流状调速式具有比优越引性的边可控笔性能东,绢及会高性教能看调速白特性永,因倚此脊其隶广泛歪地应破用于王机床薯主轴莲，尤握其在腰大型街、重汗型机庆床主厉轴的惨拖动余。直薄流调忘速具素有调第速平搂滑,岂方便累,易概于在稿大范降围内为平滑评调速令,过未载能范力大冷,能飘受频干繁的瘦冲击会负载愤,可挨实现爹频繁爸无级轧快速珍起制姐动和童反转煎。能习满足觉生产谈过程季自动援化系材统中也各种喜不同爪的特尼殊运孩行要铺求。伸所以仁,直孝流调炊速系凶统至已今仍羽被广悠泛用笛于自级动控袋制要清求较考高的气各种级生产层部门析,是绪调速辞系统堂的主饺要形扩式干。蒸3定课题起研究贼的主奇要内傲容虏本课品题要督求设为计数俭控立砍车主置轴控榴制装寄置，鸽来实阴现主捕轴速棵度的暗精确蝇控制降。主鼻轴控果制设今有手尿动和依自动联〔程缘序实辱现〕旅两种哥控制善方式唯。手党动操掌作设谊有主屑轴正疼反转婶的启炎动、粗停止糕、点喂动、深长动粗。并麻设有露急停渠按钮分。主翅轴的垒转速疗控制真，采寇用直仰流调跪速装吴置与匹PL垃C相汽配合敢。在坑60肆0搬—足30级00积r/榴mi贷n范煮围内硬连续芝可调玉。绘相出了能控制配电源铸原理虑图，东调速舱装置案连接洞原理丙图，赵可编侮程控滑制器止接口抵原理饼图，完操作赴面板树接线塔图等禽。菜第二宿章化数控耗立车由主轴埋控制易装置培硬件迷设计拼数控灾立车棉的主总轴控防制中浴，主他要是托主轴锤电机楚速度属的控植制方掘式，秩控制编电机屈速度和的变偷化有配多的禾方式贩，尊下面捷说明片两种撒常用显的调古速方默案，炸并将牌其进姻行对愚比，备那么其械优，终作为躬本次糊设计孙的调霸速方慕案。现2.产1礼方案揭选择辞1债方案费二禽交流请调速岸交流谱电动政机变淹压变勺频调反速系基统中笛所配浑备的姥静止朝式变她压变举频主挎要由撞主电窑路和领控制辨回路握两部赖分组园成。茧对于赛异步域电动固机来赵说目急前工碗业生茂产中封所使肚用的槽变频猾器可符分为在交纹—陶直炼—减交电询压源志型S运PW盆M变巾频器木和交裙—蛋直尘—印交电悦流源迈型S稿PW古M变躬频器搜两种重，而针工业孕中应犹用最清多、砍最广誓泛的稳变频爪器是给交销反—译直框—斤交电治压源碍型S赛PW谣M变钥频器子。其趣主电迅路用晶不可脑控整灯流、衡用S落PW私M逆哈变器焰，其屠输出雹电压尸波形移接近味正弦叨波。享如陶图2皂-1崭所示劫变频荣器主羽电路舒中的映中间翠直流扛环节跨是采榴用大射电容敞滤波装，。秒由于惑采用违了S缺PW妈M控祥制，宗因而够使其徒输出肉电压修波形绸接近爱于正疯弦波旱型。雀电压酸源型抬变压卸变频痒调速恳系统糖主电幅路有乔两个赔功率嚼变换灵环节晃构成啦，及炕整流泡桥和糖逆变顿桥，贪整流胁桥是利由二房极管迎组成宝的三矮相桥泪式不端可控萄电路历。调氧压与小调频储通过搂逆变客器来馋完成应，其拉给定恩值来肥源于坛同一锤个给仇定环拿节。正图2奔-1炭电责压源脆型变苍频器择主电辆路及萌SP式WM景控制忆框图蜂该系谅统用耻SP音WM察控制每技术盲实现茂变压惨变频骂控制钢，通春过改笛变I把GB程T的偷占空承比〔艺脉冲沉宽度润〕来扒控制字交流仗电压魔逆变来器输笔出的驶大小战，从刘而改秘变电滚机转笛速。伞而输徐出频壮率通菊过控岭制逆愿变桥喉的寄工作瓶周期昂就可艘以实计现。槐交流详调速苍，价廊格低叠，维樱护简锣单，旅维护复本钱葬低。厚交流糠变频宋调速揉就可熟以了功，已宁经得雾到迅锯猛的件开展勿其应甜用范遗围越蹄来越撤广泛旨。做2陷方案多二节直流絮调速毅随着妙计算压机技平术塑快速使开展脏，推数字届控制扒系统平在美逐渐挪地取源代庸过去派的模似拟控版制系精统。中带有栏微型泡计算篮机谅的全须数字蜡直流啦调速莫装置雁中博,且在不摔改变价硬件检，或授者披改动始很少变的情僻况下显,漫依靠鹅软件级支持抹,怠就可黎以方吴便地造实现瓶各种耳调节剖和控急制功懂能搁，骡所以酒，留通用绘全数背字直蒙流调粥速装栽置的秋应用颂灵活贪性和狼可靠贱性萝就狮明显舍优于宵模拟锋控制毁系统群。目锋前炕，允以德特国克SI餐EM椒EN除S吸公司忘的剂6R厚A7袄0益系列胀通用尽全数略字直代流调戏速装骗置在往中国液的应批用最彻为广管泛。硬直流辣电机厅的调伙速不晴需要泡其它长设备赞的配饼合，该可通茂过改隔变输刺入的浙电压谊/电崭流，报或者武励磁啄电压痰/电纸流来该调速该。阳直流究调速演装置罪采用居德国技SI政EM展EN津S线的6五RA茎70蕉直流宁调速欧装置丸来控愉制直准流电男机调棚速，原而调廉速方苍式又唇分为浓改变慎电枢叔端电喷压调画速和像改变标磁通抽调速塞。直击流电枪动机鄙采用绍他励计励磁敌方式困。叔他励木直流证电动起机电圣路原村理图前如图录2-赤2所赠示，三图中闭电枢铲回路辰串接疏附加妨电阻滑，电脚枢内茄阻R爱a，脚此时污电枢甘回路朽总电颤阻谈.嗽图2桶-2旗他涝励直烫流电品动机轨电路旺原理调图桐由图偷2-侮2可志知，煮直流袋电动弟机的消电压盏平衡动方程雄式为触要短达耗油错备暂举嘉浮庄呀那删丑渡斤温弦姨艘款亭案按坛但〔2嘱-1尿〕购式中牧U为减电源伞电压而，单攀位V切；R僚是电用枢回患路总风电阻政，单都位丙。鸟由电仁压平假设衡方碰程式杀和感颈应电弱动势未公式者，就篮可以壶得到挑直流花电动堡机的差转速汪特性蔑锯凯碧淡辞较厅居锋粗姿羊找余刘斩棚蚊但肾窄待踢所么有电野磁转苍矩方扯程式窑带入韵转速镰特性桌方程芹，即宫得到快机械堤特性勉方程悼式坟谈槽锁重渣悼哭淡俯原削虏乔鹿富渔橡敲冠成绿纵返蜂比〔2颗-2支〕箱由电栽压平之衡方第程式莲〔2类-1越〕可没知薄谨哪渔乳锐耗个(伟)壤=〔棉U-臂〕-轿=仓科挎症寻全然区使浅葬编穿资青厉浓丘言注墨(钳2-健3)忘式中突Ua溉=蒸U-胀为电喇枢的杰端电溉压。膝当秤=0那么或捉=0犯时，巨Ua犁=U汤由式绳〔2铃-3裹〕和森电动蝴势公庄式愚，可究得转罢速公随式惕幻舍他选衫败绒芝裕福部械绘提〔熟2-组4〕判根据布转速圆公式帐〔2殿-4躁〕，尸改变劈电枢咏端电序压调夜速是衫保持启磁通案不变淋，改徐变电恋动机堂的电盐枢电浑压U女，那么理理想核空载请转速恨n随龙电枢中电压跟而变蹈化，斜而机涝械特身性斜视率保悠持不婆变；舒改变讲磁通首调速新就是宅保持征电枢赵电压宗U不鸣变，挑减弱拆磁通街那么理或想空修载转班速n疑随着新磁通涌的减甚弱而冬增加比，同意时机喇械特辜性的蜓斜率污也增饱加。怖惹站富粗皮寸旱安泰桌严霜矛崇哗树拐歇坑肚育信灾头伐湖吴2.饲2车方案所选择旋本设楼计是钉设计贩重型暗立车欲的主瞎轴控亲制装残置，凑工作城台负林载上厨限2卧50低t，盘主轴便带动壶工作坐台工随作，骆而工谣作台睡的速姜度范友围大踢概在妇10瓣~6升0r咐/m梨in征,对旨应电祖动机舰转速逃60称0~衰30垦00昂r/执mi父n，妹低速栏大转庆矩，食要求脊高精夜度，贸速度引控制汽精确杀；由牛于在想加工子时零帖件重季量不雷定，于需要屈具有只一定归的过蚕负载酱能力论。根倾据两窝种方承案的盗优缺揉点比葵较，森选择渔第二妙种直候流调耽速方弄案。责本设转计选押用德板国S含IE猛ME棒NS考公司据的6乔RA湿70罢直流狂调速添装置漆，可虫实现甜调压杜电枢壁电压少和磁阵通配顿合调目速。丸在额猾定功安率以哑下，侨通过隶改变错直流犬电机王的电无枢电浆压来捎改变雾电机办的速责度；扛额定冲功率浸以上计用弱肉磁调灾速；粉交流法电源珠进入河6R斤A7逃0后承整流坐出直买流，济电机浙电压鼠和励折磁电爬压是酒分开服进入嫁6R挂A7庄0，割经过甚整流蚂变压久后进愤入直帆流电燃机和涉励磁轨。并俭且6江RA载70絮内部响即可诊实现忽大部贵分数恭控机命床所筑进行晓的操售作。

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