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《特种电机与控制 教学课件 作者 王铁成 第六章 伺服电动机.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、电子教案王铁成主编特种电机知识TEZHONGDIANJIZHISHI第六章伺服电动机本章应知本章应会1.了解直流伺服电动机的结构、控制方式、工作原理和运行特性。2.了解两相伺服电动机的结构及控制方式。3.了解两相伺服电动机与直流伺服电动机性能的差异。4.了解直流力矩电动机的结构及特点。5.了解直流力矩电动机运行性能中的力矩波动以及调节特性的线性度、电气时间常数等的重要性。6.了解永磁式、磁阻式、磁滞式同步伺服电动的结构和工作原理。1.掌握伺服电动机组成伺服系统的控制方式。2.掌握常用的速度控制和位置控制系统中伺服电动机的应用。3.
2、掌握数控机床中伺服电动机的应用实例，并进行速度和位置控制调试。第一节 概 述(1)宽广的调速范围伺服电动机的转速随着控制电压的改变能在宽广的范围内连续调节。(2)机械特性和调节特性均为线性伺服电动机的机械特性是指控制电压一定时，转速随转矩的变化关系；调节特性是指电动机的转矩一定时,转速随控制电压的变化关系。(3)无“自转”现象伺服电动机在控制电压为零时能立即自行停转。(4)快速响应电动机的机电时间常数要小,相应的伺服电动机有较大的堵转转矩和较小的转动惯量，使电动机的转速能随着控制电压的改变而迅速变化。 此外，还要求伺服电动机的控制
3、功率要小,从而减小放大器的尺寸；在航空上使用的伺服电动机还要求其重量轻,体积小。第一节 概 述第二节 直流伺服电动机一、结构和分类直流伺服电动机的结构可分为传统型和低惯量型两大类。 1.传统型直流伺服电动机 传统型直流伺服电动机的结构和普通直流电动机基本相同,也是由定子、转子两大部分组成。 2.低惯量型直流伺服电动机(1)盘型电枢直流伺服电动机它的定子是由永久磁钢和前后磁轭组成。(2)空心杯型电枢永磁式直流伺服电动机此种伺服电动机,通常外定子由两个半圆形永久磁钢组成；内定子由圆柱形软磁材料做成,仅作为磁路的一部分,以减小磁路磁阻。
4、 国产的这种形式的电动机,型号为SYK。(3)无槽电枢直流伺服电动机无槽电枢直流伺服电动机的电枢铁心上并不开槽,电枢绕组直接排列在铁心表面,定子磁极可以用永久磁钢做成,也可用电磁铁做成。二、控制方式第二节 直流伺服电动机对他励式直流电动机,当励磁电压Uf恒定,又负载转矩一定时,改变电枢电压Ua,电动机的转速也随之变化；电枢电压的极性改变,电动机的旋转方向也随之改变,因此把电枢电压作为控制信号就可以实现对电动机的转速控制。三、工作原理和运行特性电枢控制时，直流伺服电动机的工作原理如图6-1所示。图6-1 电枢控制时直流伺服电动机的工
5、作原理第二节 直流伺服电动机第二节 直流伺服电动机1.机械特性 机械特性是指控制电压恒定时,电动机的转速随转矩变化的关系，即Ua为常数时,n=f(Tem)。第二节 直流伺服电动机图6-2 直流伺服电动机的机械特性第二节 直流伺服电动机图6-3 直流伺服电动机的调节特性第二节 直流伺服电动机2.调节特性 调节特性是指电磁转矩恒定时,电动机的转速随控制电压变化的关系,即Tem为常数时,n=f(Ua)。第二节 直流伺服电动机第三节 两相伺服电动机一、结构两相伺服电动机是一种两相异步电动机。图6-4 两相伺服电动机的电路二、控制方式两相伺
6、服电动机运行时,因控制绕组所加控制电压c是变化的,一般说来得到的是椭圆形旋转磁场,并由此产生的电磁转矩而使电动机旋转。 1.幅值控制 这种控制方式是通过调节控制电压的大小来改变电动机的转速,而控制电压c与励磁电压f之间的相位差始终保持90°电角度。第三节 两相伺服电动机图6-5 两相伺服电动机的不同控制方式的接线第三节 两相伺服电动机2.相位控制 这种控制方式是通过调节控制电压的相位(即调节控制电压与励磁电压之间的相位角β)来改变电动机的转速,控制电压的幅值保持不变。 3.幅值—相位控制(或称电容控制)这种控制方式是将励磁绕组串联
7、电容C后,接到稳压电源1上。三、两相伺服电动机和直流伺服电动机的性能比较两相伺服电动机和直流伺服电动机在自动控制系统中都被广泛使用。第三节 两相伺服电动机1.机械特性和调节特性 直流伺服电动机的机械特性和调节特性均为线性关系,且在不同的控制电压下,机械特性曲线相互平行,斜率不变。 2.体积、重量和效率 当输出功率相同时,两相伺服电动机要比直流伺服电动机的体积大、重量大、效率低。 3.动态响应 电动机动态响应的反应速度常常以机电时间常数来衡量。 4.“自转”现象第三节 两相伺服电动机对于两相伺服电动机,若参数选择不适当,或制造工艺上
8、有缺陷,都会使电动机在单相状下产生“自转”现象,而直流伺服电动机却不存在“自转”现象。 5.电刷和换向器的滑动接触 直流伺服电动机由于存在着电刷和换向器而使结构复杂、制造困难。 6.放大器装置 直流伺服电动机的控制绕组通常由直流放大器供电。第三节
