西门子6ES7211-1BE40-0XB0型号介绍

目前只有中、的采用全闭环控制方式，其结构特点是将检测元件（如感应同步器、光栅等）安装在工作台上面。注意观察系统组成全闭环的特点和应用。

闭环控制伺服系统其控制原理见图1。

进给伺服系统是数控系统主要的子系统。如果说cnc装置是数控系统的“大脑”，是发布“命令”的“指挥所”，那么进给伺服系统则是数控系统的“四肢”，是一种“执行机构”。它忠实地执行由cnc装置发来的运动命令，**控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。

交流伺服电机闭环驱动

闭环控制系统是采用直线型位置检测装置（直线感应同步器、长光栅等）对数控机床工作台位移进行直接测量并进行反馈控制的位置伺服系统，其控制原理见图3-11所示。这种系统有位置检测反馈电路，有时还加上速度反馈电路。

1. 交流同步伺服电机的种类

励磁式、永磁式、磁阻式和磁滞式

2. 永磁交流同步伺服电机的结构

电机由定子、转子和检测元件组成。见图3-12所示。其内部结构见图3-13所示。

图3-13 交流伺服电机内部结构

3. 永磁交流同步伺服电机工作原理和性能

当三相定子绕组通入三相交流电后，在定子、转子之间产生一个同步的旋转磁场，设转子为磁铁，在磁力作用下，使转子跟随旋转磁场同步转动。

只要负载不超过一定限度，就不会出现交流同步失步现象，这个负载大极限称为大同步扭矩。

用减少转子惯量，或让电动机先低速再提高到所要求的速度等方法，解决同步电机启动困难的问题。

主要参数： 额定功率、额定扭矩、额定转速等。

交流伺服电机的优点： ◆ 动态响应好； ◆ 输出功率大、电压和转速提高。

4. 永磁交流同步伺服电机的调速方法

进给系统常使用交流同步电机，该电机没有转差率，电机转速为调速方法：变频调速

5. 交流进给伺服电机的速度控制系统

系统组成：速度环、电流环 、spwn电路、功放电路、检测反馈电路。

伺服放大器的作用是将多个输入信号与反馈信号进行综合并加以放大，根据综合信号极性的不同，输出相应的信号控制正转或反转。当输入信号和反馈信号相平衡时，伺服电机停止转动，执行机构输出轴便稳定在一定位置上。

伺服放大器组要由前置磁放大器、触发器、晶闸管主回路和等部分组成，其组成如下图所示。

为适应复杂的多参数调节的需要，伺服放大器设置由三个输入信号通道和一个位置反馈信号通道。因此，它可以同时输入三个输入信号和一个位置反馈信号。在单参数的简单调节系统中，只使用其中一个输入通道和反馈通道。

在伺服放大器中，前置磁放大器把三个输入信号和一个反馈信号综合为偏差信号，并放大为电压信号u22-21输出。此输出电压同时经触发器1（或2）转换成触发脉冲去控制晶闸管主回路1（或2）的晶闸管导通，从而将交流220v电源加到两相伺服电机绕组上，驱动两相伺服转动。当△1>;0时，u22-21>;0，触发器2和主回路2工作，两相伺服电机正转；当△1<0时，，触发器1和主回路1工作，两相伺服电机反转；两组触发器和两组晶闸管主回路的电路组成及参数完全相同，所以当输入信号和与位置反馈电流if相平衡，前置磁放大器的输出u22-21≈0，两触发器均无触发脉冲输出，主回路1和2中的晶闸管阻断，两相伺服电动机的电源断开，电动机停止转动。

由此可见，伺服放大器相当于一个三位式无触点，并具有很大的功率放大能力。

1、直流伺服

直流伺服电动机实际上就是他励直流电动机，其结构和原理与普通的他励直流电动机相同，只不过直流伺服电动机输出功率较小而已。

电枢控制:把控制信号加到电枢绕组上，通过改变控制信号的大小和极性来控制转子转速的大小和方向；磁场控制:把控制信号加到励磁绕组上进行控制。

直流伺服电动机进行电枢控制时，电枢绕组即为控制绕组，控制电压直接加到电枢绕组上进行控制。而励磁方式则有两种：一种用励磁绕组通过直流电流进行励磁，称为电磁式直流伺服电动机；另一种使用磁铁作磁极，省去励磁绕组，称为永磁式直流伺服电动机。

1.机械特性

改变控制电压uc，而机械特性的斜率不变，故其机械特性是一组平行的直线。

2.调节特性

调节特性是指在一定的转矩下电机的转速n与控制电压uc的关系。

由调节特性可以看出，当转矩不变时，如增强控制信号uc，直流伺服电动机的转速增加，且呈正比例关系；反之减弱控制信号uc减弱到某一数值u1直流伺服电动机停止转动，即在控制信号uc小于u1时，电机堵转，要使电机能够转动，控制信号uc必须大于u1才行，故u1 叫做始动电压.

电枢控制时的直流伺服电动机的机械特性和调节特性都是线性的，而且不存在“自转”现象.

2、交流伺服电动机

交流伺服电动机实际上就是两相，所以有时也叫两相伺服电动机。电机定子上有两相绕组，一相叫励磁绕组f，接到交流励磁uf上，另一相为控制绕组c，接入控制电压uc ，两绕组在空间上互差90°电角度，励磁电压uf和控制电压uc频率相同。

交流伺服电动机的工作原理与单相异步电动机有相似之处。当交流伺服电动机的励磁绕组接到励磁电流uf上，若控制绕组加上的控制电压uc为0时（即无控制电压）所产生的是脉振磁通势，所建立的是脉振磁场，电机无起动转矩；

当控制绕组加上的控制电压不为0，且产生的控制电流与励磁电流的相位不同时，建立起椭圆形旋转

磁场（若ic与if相位差为90°时，则为圆形旋转磁场），于是产生起动力矩，电机转子转动起来。如果电机参数与一般的单相异步电动机一样，那么当控制信号消失时，电机转速虽会下降些，但仍会继续不停地转动。伺服电动机在控制信号消失后仍继续旋转的失控现象称为“自转”。

可以通过增加转子电阻的办法来消除“自转”。