直流电机调速原理.ppt

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1、§5.4直流伺服电动机及速度控制一、直流伺服电动机二、直流伺服电动机的速度控制数控技术数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology一、直流伺服电动机伺服电动机是指能够精密地控制其位置的一种电动机。直流伺服电动机是伺服电动机的一种。1.直流伺服电动机分类及结构特点无槽转子直流伺服电动机空心杯转子直流伺服电动机印刷绕组直流伺服电动机后三种直流伺服电动机为小惯量直流伺服电动机。永磁直流伺服电动机§5.4直流伺服电动机及速度控制数字控制及装备技术

2、研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology直流伺服电动机的组成电动机本体主要由机壳、定子磁极和转子组成。检测部件有高精度的测速发电机、旋转变压器以及脉冲编码器等特点小惯量直流伺服电动机惯量小，响应速度快，但过载能力低永磁直流伺服电动机　转矩大，惯量大，稳定性好，调速范围宽。但有电刷，限制速度的提高（1000~1500r/min）。§5.4直流伺服电动机及速度控制数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquip

3、mentTechnology直流伺服电动机的组成电动机本体主要由机壳、定子磁极和转子组成。检测部件有高精度的测速发电机、旋转变压器以及脉冲编码器等特点小惯量直流伺服电动机惯量小，响应速度快，但过载能力低永磁直流伺服电动机　转矩大，惯量大，稳定性好，调速范围宽。但有电刷，限制速度的提高（1000~1500r/min）。§5.4直流伺服电动机及速度控制数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology2.直流伺服电动机的工作原理与调速方法(1)工作

4、原理与一般直流电动机的工作原理相同，是建立在电磁力和电磁感应基础上的。如图（a）所示，直流电流从电刷A流入，经过线圈abcd，从电刷B流出，载流导体ab和cd受到电磁力的作用，使得转子逆时针转动。当转子转到如图（b）所示的位置，电刷A和换向片2接触，电刷B和换向片1接触，直流电流从电刷A流入，在线圈中的流动方向是dcba，从电刷B流出。外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。§5.4直流伺服电动机及速度控制数字控制及装备技术研究所Instituteof

5、NumericalControlAndEquipmentTechnology(2)直流伺服电机的速度控制原理MEaUФuf他励直流电动机转子回路的电势平衡方程：U＝Ea+RaIa式中Ra—转子回路电阻(Ω)Ia—转子回路电流(A)感应电动势Ea可由下式求得Ea＝CeФn式中Ce—电机械常数Ф—励磁磁通(Wb)n—电动机转速(r/min)Te＝CtФIa§5.4直流伺服电动机及速度控制数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology电动机的电磁

6、转矩Te(N∙m)为Te＝CTФIa式中CT—转矩系数，是电动机的结构常数。所以可得电动机转速－n＝＝n0－Δn式中n0—理想空载转速Δn—转速降落根据上式可知，他励直流电动机有三种调速方法，即改变外加电压、改变励磁磁通及改变转子回路电阻调速。§5.4直流伺服电动机及速度控制数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology－n＝＝n0－Δn根据上式：励磁磁通不可变，只有二种调速方法，而改变转子回路电阻一般不能满足要求，通常采用改变转子回路外加

7、电压的调速方法。这种调速方法是从额定电压往下降低转子电压，即从额定转速向下调速。该种调速方法属恒转矩调速，机械特性是一组斜率不变的平行直线，特性比较硬，且调速范围宽。另外，这种调速方法是用减小输入功率来减小输出功率的，所以具有比较好的经济性。永磁直流伺服电动机的调速方法§5.4直流伺服电动机及速度控制数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology3.永磁直流伺服电机的工作特性对于永磁直流伺服电动机，由于其伺服系统的要求，已经不能简单地用电压

8、、电流、转数等参数描述其性能，而需要用一些特性曲线对其性能做全面描述。转矩—速度特性曲线从图中可以得出，伺服电动机的工作区域被温度极限线、转速极限线、换向极限线、转矩极限线以及瞬时换向极限线划分成三个区域。瞬时换向极限线转速极限线转矩极限线换向极限线温度极限线ⅡⅢⅠ05001000150020004000600080001000012000T/(N∙cm)n