驱动技术.

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1 驱动技术

2 驱动装置的特点 驱动装置包括驱动元件和执行机构，与动力源、控制、传感及测试等部分联系密切。
要求：响应速度快，动态性能好，动作灵敏度高，便于集中控制。 技术特点：体积小、重量轻、效率高、自控性强、可靠性高等。

3 电机驱动的直线位置伺服系统的原理图

4 驱动装置的技术要求 精确性： 稳定性： 快速性： 可靠性： 影响因素：传动误差，传动链的刚度，传感器的精度，接口电路的转换精度等
影响因素：振动、热效应和环境因素等 快速性： 取决于系统的频率特性和驱动系统的加速度，必须提高系统的带宽，减小阻尼，提高驱动元件的驱动力 。 可靠性： 通过提高系统元件本身的可靠性，各元件之间的合理布置，对系统增加故障检测，过载保护等措施来提高可靠性 。

5 伺服驱动系统的种类

6 对驱动元件的要求 功率密度大，Pw=P/W; P为输出功率，W为重量。 快速性好，即加减速的扭矩大，频率特性好。
位置控制精度高，调速范围宽，低速平稳。 振动小，噪声小。 可靠性高，寿命长。 效率高，节约能源。

7 步进电机的主要特点 通过改变输入脉冲的数量、频率和顺序就可以控制电机的输出转角、转速和转动方向。 可以实现开环位置控制。
具有定位自锁能力，永磁式和混合式步进电机在断电后仍可自锁。 存在步距角误差，但误差不积累。

8 步进电机的主要特点 转角、转速不受电源电压波动和负载变化的影响。 需要专用的驱动电源，电源对步进电机的工作性能影响很大。
启动频率和最高运行效率相差很大，启动频率大小与负载惯量有关。

9 直流电机的主要特点 具有很好的调速特性，调速范围宽。电机的调速方式有电枢串电阻调速、改变电枢电压调速、PWM调速、改变励磁的恒功率调速，双闭环直流调速等各种调速方式。 较大的起动转矩、功率大、响应速度快。 可通过闭环实现转速、力矩和位置伺服控制。 永磁式直流电机可以工作在堵转状态(转速为零)。

10 直流电机的主要特点 断电不能自锁，需要配置专用电磁制动器才能实现断电后的定位。 输出力矩与控制电流成正比，输出转速要受到负载变化的影响。
常采用线性驱动和脉宽调制(PWM)驱动两种驱动方式，线性驱动适用于小功率电机的驱动，大功率电机宜采用PWM驱动。 常用于机器人，数控机床等高性能伺服控制系统。

11 交流伺服电机的主要特点 调速范围宽。 输出功率大，比步进电机和直流电机具有更大的输出功率 通过闭环实现速度控制或位置控制。
同步电机具有与步进电机相近的特性，可工作于步进方式，转速不受负载变化的影响，稳定性高，在整个调速范围内电机的转矩和过载能力保持不变。　　

12 交流伺服电机的主要特点 异步伺服电机的工作原理与普通的笼型异步电机基本相同，成本较低。
同步电机适用于高性能伺服系统，异步伺服电机适用于机床的进给驱动及其它功率较大的伺服系

13 液压伺服元件的主要特点 功率密度大，输出功率大，带负载能力强。 伺服阀与油缸、马达组成电液伺服系统，可实现高性能位置、速度或力控制。
响应速度快，低速平稳性好。

14 液压伺服元件的主要特点 具有自密封性，可适用于水下，化工等特殊环境。 需要专门的液压动力源，体积较大，存在环境污染问题。
适用于对输出力要求比较大和一些特殊工作环境。

15 气压伺服元件的主要特点 工作介质来源于空气、方便且无污染。 反应速度快。 负载能力较差。
无污染、适用于各种生产线，特别是食品或药品的生产线。

16 各种伺服驱动元件的特性 名称 特性 直流伺服电机 交流伺服电机 步进电机 电液伺服元件 气压伺服元件 结构形式 转动式、直线式 转动式
直线式、转动式 功率密度 中等 较小 最大 小 输出力矩 几百瓦 几千瓦 几十瓦 较大 控制方式 闭环调速和位置控制 开环速度和位置控制 闭环速度、位置、力伺服控制 开关、闭环速度、位置控制 成本 较高 较低