直流伺服电动机的介绍.ppt

直流伺服电动机 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 u IaRa 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Rt 图中无表示 此时有n u Ia 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 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U U1时 因此n始终为0 当U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U U1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