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直流伺服电机专题讲解(最新版)

  直流伺服电机专题讲解(最新版)_物理_自然科学_专业资料。第1章 直流伺服电动机 1.1 概述 1.2 直流伺服电动机的控制方式和运行特性 1.3 直流伺服电动机的动态特性 1.4 特种直流伺服电动机 1.5 直线.1 概述 1.2 直流伺服电动机的控制方式和运行特性 1.3 直流伺服电动机的动态特性 1.4 特种直流伺服电动机 1.5 直线. 伺服电动机的概念 伺服电动机又称为执行电动机,其功能是把输入的电 压信号变换成转轴的角位移或角速度输出。 ? 2. 伺服电动机的分类 ? 普通直流伺服电动机 ? 直流伺服电动机 低惯量直流伺服电动机 ? 直流力矩电动机 ? 两相感应伺服电动机 ? 交流伺服电动机 三相感应伺服电动机 ? 无刷永磁伺服电动机 ? 直线. 控制系统对伺服电动机的基本要求 宽广的调速范围 机械特性和调节特性均为线性 无“自转”现象 快速响应。 ? 此外,还要求伺服电动机的控制功率小、重量轻、体积小等。 A 3 1.2 直流伺服电动机的控制方式和运行特性 一、直流伺服电动机的构成 直流电机由定子、转子和机座等部分构成。 机座 磁极 转子 励磁 绕组 励磁式直流电动机结构 A 4 1. 转子(又称电枢) 由铁芯、绕组(线. 定子 定子的分类: 永磁式:由永久磁铁做成。 励磁式:磁极上绕线圈,然后在线圈中 通过直流电,形成电磁铁。 励磁的定义:磁极上的线圈通以直流电 产生磁通,称为励磁。 A 5 旋转方向 线圈中电流流动方向 换相器 A 线 根据励磁线圈和转子绕组的联接关系,励磁式的 直流电机又可细分为: 他励电动机:励磁线圈与转子电枢的电源分开。 并励电动机:励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。 串励电动机:励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。 复励电动机:励磁线圈与转子电枢的联接有串有并,接在 同一电源上。 If Ia If Uf M U U MU MU M 他励 并励 串励 A 复励 7 二、 工作原理 电刷 + U N I I – S 换向片 直流电源 电刷 换向器 A 线 电刷 + U F N I F I – S 换向片 换向器作用: 将外部直流电 转换成内部的 交流电,以保 持转矩方向不 变。 注意:换向片和电源固定联接,线圈无论怎样转 动,总是上半边的电流向里,下半边的电流向外。 电刷压在换向片上。 由左手定则,通电线圈在磁场的作用下, 使线 电刷 FE + N IE U F I – S 换向片 由右手定则,线圈在磁场中旋转,真钱扑克大全。将在线圈中 产生感应电动势,感应电动势的方向与电流的 方向相反。 A 10 直流发电机 用右手定则判 感应电动势Ea的方向 + Ia U – 感应电动势 E Cen E N E 电枢绕组 电阻Ra S 输出电压 UE IaRa A 11 三.电枢电动势及电压平衡关系 1、电枢中的感应电动势 电枢通入电流后,产生电磁转矩,使电机在磁 场中转动起来。通电线圈在磁场中转动,又会在线 圈中产生感应电动势(用E表示)。 电刷 FE + N IE U F I – S 换向片 A 12 电刷 FE + N IE U F I – S 换向片 根据右手定则知,E 和原通入的电流方向相反,其 大小为: E Cen Ce:与电机结构有关的常数 :磁通 n:电动机转速 单位: (韦伯),n(转/每分),E(伏) A 13 2. 电枢绕组中电压的平衡关系 因为E与通入的电流方向相反,所以叫反电势。 U E Ia Ra U:外加电压 Ra:绕组电阻 + Ra + Ia U ME – – 以上两公式反映的概念: (1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比,若想 改变E,只能改变 或 n。 E Cen (2)若忽略绕组中的电阻Ra,则 UECeΦn, 可见,当外加电压一定时,电机转速和磁通成反 比,通过改变 可调速。 A 14 四. 电磁转矩 1、电磁转矩 Te CtΦI a Ct:与线圈的结构有关的常数 (与线圈大小,磁极的对数等有关) :线圈所处位置的磁通 Ia:电枢绕组中的电流 单位: (韦伯),Ia(安培),T(牛顿?米) 由转矩公式可知: (1)产生转矩的条件:必须有励磁磁通和电枢电流。 (2)改变电机旋转的方向:改变电枢电流的方向或者 改变磁通的方向。 A 15 2、转矩平衡关系 电磁转矩Te为驱动转矩,在电机运行时,必须和外 加负载和空载损耗的阻转矩相平衡,即 Te TL T0 TL: 负载转矩 T0 :空载转矩 转矩平衡过程:当负载转矩(TL)发生变化时, 通过电机转速、电动势、电枢电流的变化,电磁 转矩自动调整,以实现新的平衡。 A 16 例: 设外加电枢电压 U 一定,Te=TL+ T0(平衡),这时, 若TL突然增加,则调整过程为: TL n E T e Ia 最后达到新的平衡点。 U E Ia Ra Te CtΦI a 与原平衡点相比,新的平衡点:Ia 、 P入 A 17 1.2.1 控制方式 Ua Ea Ia Ra 根据直流电动机转速公式: E Cen n Ua IaRa CeΦ 式中: n — 转速(r/min); UCae—pN /6 (电a 0)枢电压(V); Ia — 电枢电流(A); Ra — 电枢回路总电阻(); — 励磁磁通(Wb); Ce— 由电机结构决定的电动势常数。 A 18 调节电动机转速的三种方法: ? 调节电枢供电电压 Ua ? 改变电枢回路电阻 Ra ? 减弱励磁磁通 A 19 ? 三种调速方法的性能与比较: ? ? 1.改变电阻Ra只能有级

时间:2020-07-27 17:24