任务31直流伺服电动机原理与应用ppt课件

1、情景三情景三 伺服电机伺服电机任务任务3-1 3-1 直流伺服电动机直流伺服电动机原理与应用结构与工作原原理与应用结构与工作原理理知识目标知识目标1 1、掌握直流伺服电动机的结构。、掌握直流伺服电动机的结构。2 2、掌握直流伺服电动机的工作原理。、掌握直流伺服电动机的工作原理。3 3、了解直流伺服电动机的应用。、了解直流伺服电动机的应用。能力目标能力目标直流伺服电动机的接线、操作使用直流伺服电动机的接线、操作使用快速响应快速响应伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统定子铁心冲片电枢冲片伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统定子有永久磁铁；气隙位于圆盘两边；圆盘上有印刷绕组或绕线式绕组；绕组

2、的径向段为有效部分，电流沿径向流过圆盘；电枢绕组有效部分的裸导体表面兼作换向器。伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统绕组伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统1-内定子， 2-外定子， 3-空心杯电枢， 4-电刷，5-换向器45321外定子为磁钢，内定子为软磁材料，或反之；非磁性空心杯电枢上可为印刷绕组，也可为绕线式绕组；空心杯直接装在电机轴上，在内、外定子间的气隙中旋转国产型号：SYK伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统NS电枢铁心上无槽，电枢绕组直接排列在铁心表面，再用环氧树脂将它与电枢铁心固化为一个整体；定子磁极为电磁或永磁式；国产型号：SWC。伺服电动机和伺服系统伺服电动机和

3、伺服系统2teeaeaCCTRCUn直流伺服电动机有两种基本控制方式：电枢控制 改变电枢电压来控制转速，适用于电励磁和永磁励磁直流伺服电动机。磁极控制 调节磁通来控制转速，仅适用于电励磁直流伺服电动机。但因停转时电枢电流大，磁极绕组匝数多、电感大，时间常数大等缺点，很少采用。 本课程只介绍直流伺服电动机的电枢控制。伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统acacRIEU不考虑电机磁路饱和，并忽略负载时电枢反应的影响，则励磁磁通正比于励磁电压，即：fUCcIcUnfUnKnCnapNEeea60cTctceIKICIapNT2eTeaecTKKRKUn伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统ee

4、TeaeckTnTKKRKUn0ecKUn 0理想空载转速：堵转转矩：caTdURKT 机械特性斜率：eTakKKRTnk0tan0Tn321cccUUUUc1Uc2Uc3伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统调节特性与横坐标的交点，就表示在某一电磁转矩时电动机的始动电压。从原点到始动电压点的一段范围，称为在某一电磁转矩值时伺服电动机的失灵区，也称死区。lTeaecTKKRKUn0nUcT=0T=T1T=T2伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统acaaccedtdiLRiu电压方程运动方程dtdJTTLecTcteiKiCtT)(TeeeaKKCnCe260TteeKCapNapNCK2

5、60260260MaLaRaEcIcULTJ伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统0LTdtdJiKcTTTaTacKdtdKJLdtdKJRu22TcTaaaTaKudtdKJRdtdRLKJR2222022cmemuKdtddtd2TamKJRaaeRL机电时间常数电气时间常数当已知各常数，就可解该方程，获得角速度变化规律伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统v传递函数v对上述方程式进行拉氏变换，用s表示拉氏算子，v则可得下列象函数方程：)()()()()()()(sEsIsLRsEsIsLRsIsUacaaacaaccaaaccsLRsEsUsI)()()()()()()(ssJsT

6、sTsTLe)()(sIKsTcTe)()()(sKsKsETea每个方程都可以用一个方块图表示。伺服电动机和伺服系统伺服电动机和伺服系统)()(sEsUac)(sIcaasLR 1)(sTe)(sTL)(sT)(sTJs1)(s)(seK)(sEaTK)(sIc)(sTe)(sUc)()(sEsUac)(sEa方块图方块图设TL=0，则可简化为：)(sUc)()(sEsUacaasLR 1TK)(sTe)(sTL)(sTJs1)(s)(sEaeK结构图结构图()()( )( )( )1()TaaTeaaKRsLJsTK KcaaTeRsLJssKT sUsRsL JsK K1122122ss

7、KssmemKJRKJLKTaTaTJssLRKaaT)()()(sEsUac)(sUceK)(s)(sEa12ssKmem)(s)(sUc传递函数：通常， ，所以近似有：me( )( )( )1cmsKT sUss设电枢外施阶跃电压Uc，其象函数为：sUsUcc)(mmcmcmcssUKsUKsKsUs11) 1(1)()(利用拉氏反变换公式：tessL1)(1可得电机角速度随时间变化的规律为：mmttceeUKt11)(0t00.632m4m0632. 0,mt0985. 0,4mt机械时间常数定义：当电动机空载时电枢外施阶跃电压，其角速度从0上升到稳定角速度的63.2%时所需要的时间。2602TeaeTamCCJRKKJR机械时间常数也可写为：stTRUKUeTamTJKJKKJRacec0T0stT0可见，机械特性曲线越平坦(即机械特性越