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1、直流伺服电动机,电气工程及其自动化0701鹿鸣明,1.工作原理,1.工作原理,直流伺服电机的调速 由直流电机的基本原理分析得到：n=(uIaRa)/Ce 式中：n电枢的转速，r/min；u电枢电压；Ia 电枢电流；Ra电枢电阻；由此可知，调节电机的转速有三种方法：(1)改变电枢电压u。调速范围较大，直流伺服电机常用此方法调速；(2)变磁通量。改变激磁回路的电阻Rf以改变激磁电流If，可以达到改变磁通量的目的；调磁调速因其调速范围较小常常作为调速的辅助方法，而主要的调速方法是调压调速。若采用调压与调磁两种方法互相配合，可以获得很宽的调速范围，又可充分利用电机的容量。(3)在电枢回路中串联调节电阻
2、Rt(图中无表示)，此时有n=uIa(Ra+Rt)/Ce 此法转速只能调低，而且电阻上的铜耗较大，办法并不经济，很少使用。,2.直流伺服电机的结构,直流伺服电动机在原理上与普通的直流电动机并无区别，但是由于伺服电机工作特点的要求，在具体实现上结构有些区别。2.1 普通的电磁式直流伺服电动机 有磁极，结构较复杂但控制方便，灵活，既可电枢控制，也可采用磁场控制。,2.直流伺服电机的结构,2.2永磁式直流伺服电动机只能进行电枢控制，但是结构较简单，体积小、出力大、效率高。,2.直流伺服电机的结构,2.3 线绕盘式直流伺服电动机 电枢无铁心，没有磁饱和效应和齿槽效应，换向性能好，时间常数小，快速响应性
3、能好。,2.直流伺服电机的结构,2.4 印制绕组直流伺服电动机 电枢无铁心，没有磁饱和效应和齿槽效应，换向性能好，时间常数小，快速响应性能好,2.直流伺服电机的结构,2.5 杯型电枢直流伺服电动机 转动惯量非常小，具有较高的加速能力，时间常数可小于1ms。,2.直流伺服电机的结构,2.6 宽调速直流伺服电动机,具有调速范围宽，在闭环控制中调速比可做到1：2000以上；过载能力强，最大转矩可为额定转矩的5到10倍；低速转矩大，可以与负载同轴连接，声调减速齿轮，提高传动效率等特点。这类电机目前已广泛使用在数控机床的进给伺服驱动、雷达天线驱动及其它私服跟踪驱动系统中。,3.直流伺服电动机的工作特性,
4、3.1 机械特性,改变电枢电压进行控制时，对应于不同的电枢电压可以得到一组相互平行的机械特性曲线。而斜率k与电枢电压无关，和电枢电阻Ra成正比。较小的Ra有较硬的机械特性。,3.直流伺服电动机的工作特性,3.2 调节特性 直流伺服电动机调节特性表示在一定的励磁条件下，输出转矩恒定时Tl=常值，稳态转速n与电枢控制电压Ua之间的关系n=f（Ua）。U0、U1、U2、U3分别对应电机不同负载转矩为TL0、TL1、TL2、TL3时的始动电压，负载转矩越大，电动机制动和始动电压越大。,3.直流伺服电动机的工作特性,3.2 调节特性启动电压与直线斜率的说明：以ML1为例，当UU1时，因此n始终为0，当U
5、达到电磁转矩和总阻矩相等时，电机就达到临界状态。此时，,3.直流伺服电动机的工作特性,3.2 调节特性启动电压与直线斜率的说明：以ML1为例，当UU1时，由于负载转矩不变，所以Ia不变。电枢电阻压降IaRa为常值。这样电压平衡方程变为：U-U1=Ea=Ce n,此时，若以U1为坐标原点，n与Ea的关系就是一条斜率Ce 的直线。,3.直流伺服电动机的工作特性,3.3工作特性,电磁式直流伺服电动机工作特性,永磁式直流伺服电动机工作特性,4.直流伺服电动机的应用,应用领域非常多。只要是要有动力源的，而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机。如数控机床、机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。一般都是用在自动化机械上，比如一些生产流水线、包装机械、印刷机械等,4.直流伺服电动机的应用,谢谢大家！,“年年有今日，岁岁有今朝”,2009年11月11日,
