伺服电机的选择与使用.ppt

《伺服电机的选择与使用.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、控制电机的选择与使用用于自动控制系统的具有特殊性能的小功率电机，主要在控制系统中用作信号的检测（测量）、传递、执行、放大或转换等。执行元件：交、直流伺服电动机、步进电动机测量元件：交、直流测速发动机、自整角机和旋转变压器能力要求：1、能分析伺服电机的工作原理与控制过程2、能根据使用场合选择合适的伺服电机知识要求：1、了解伺服电机的结构2、熟悉伺服电机的工作原理任务伺服电机(servomotor)的选择与使用数控加工中心特殊电机的应用图片激光打印机7.1伺服电动机伺服电动机在自动控制系统中作为执行

2、元件,可将控制电信号转换为转轴的角位移或角速度。通过改变控制电信号的大小和极性,可改变电动机的转速大小和转向。交、直流伺服电动机作为执行元件,可用于中高档数控机床的主轴驱动和速度进给伺服系统,工业用机器人的关节驱动伺服系统,火炮、机载雷达等伺服系统。自动控制系统对伺服电动机的基本要求如下：（1）无“自转”现象：即要求控制电机在有控制信号时迅速转动,而当控制信号消失时必须立即停止转动。控制信号消失后,电机仍然转动的现象称为自转,自动控制系统不允许有“自转”现象。（2）空载始动电压低:电机空载时

3、,转子从静止到连续转动的最小控制电压称为始动电压。始动电压越小,电机的灵敏度越高。（3）机械特性和调节特性的线性度好:线性的机械特性和调节特性有利于提高系统的控制精度,能在宽广的范围内平滑稳定地调速。（4）快速响应性好:即要求电机的机电时间常数要小,堵转转矩要大,转动惯量要小,转速能随控制电压的变化而迅速变化。根据使用电源性质的不同,伺服电动机可分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。复习直流电动机的工作原理图中N和S是一对固定的（主）磁极，用来建立恒定磁场。两磁极之间有一个可以转动的圆

4、柱形铁心，铁心上固定着线圈abcd。线圈的ad端接在随电枢一起旋转的两片半圆形铜片上，这两个铜片合称为换向器，换向器固定在转轴上且与转轴绝缘。铁心、线圈和换向器组合在一起形成电枢。电刷A、B分别与换向片接触而通向外电路。通电线圈在磁场中要受到磁场力的作用。假设电刷A与电源的正极相连，电刷B与电源的负极相连，电流经A-d-c-b-a-B形成回路。根据左手定则，线圈ab受力向左，线圈cd受力向右。这样就形成一个转矩，使电枢逆时针方向旋转，复习直流电动机的基本结构直流电机由定子（固定不动）与转子（旋转）

5、两大部分组成，定子与转子之间有空隙,称为气隙。定子部分包括主磁极、换向极、电刷、机座等；转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等。7.1.1直流伺服电动机1.直流伺服电动机的结构按结构,直流伺服电动机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形式与普通直流电动机的相同,只是它的容量和体积要小得多。按励磁方式,它又可以分为电磁式和永磁式两种。电磁式直流伺服电动机的定子铁心通常由硅钢片冲制叠压而成,励磁绕组直接绕制在磁极铁心上,使用时需加励磁电

6、源。永磁式直流伺服电动机的定子上安装由永久磁钢制成的磁极,不需励磁电源。2）低惯量型直流伺服电动机低惯量型直流伺服电动机的机电时间常数小,大大改善了电机的动态特性。常见的低惯量型直流伺服电动机如下：1—内定子;2—外定子;3—空心杯电枢;4—电刷;5—换向器图7-1空心杯形转子直流伺服电动机的结构简图外定子可以由永久磁钢制成,或通常的电磁式结构。内定子由软磁材料构成电枢绕组,沿圆周的轴向排列成空心杯形,再用环氧树脂固化。(1)空心杯形转子直流伺服电动机:图7-1所示为空心杯形转子直流伺服电

7、动机的结构简图。其定子部分包括一个外定子和一个内定子。外定子可以由永久磁钢制成,也可以是通常的电磁式结构。内定子由软磁材料制成,以减小磁路的磁阻,仅作为主磁路的一部分。空心杯形转子上的电枢绕组,可以采用印制绕组,也可先绕成单个成型绕组,然后将它们沿圆周的轴向排列成空心杯形,再用环氧树脂固化。电枢绕组的端侧与换向器相连,由电刷引出。空心杯形转子直接固定在转轴上,在内、外定子的气隙中旋转。(2)盘式电枢直流伺服电动机:图7-2所示为盘式电枢直流伺服电动机的结构简图。其定子由永久磁钢和前后软磁铁组成,

8、磁钢放置在圆盘的一侧,并产生轴向磁场,它的极数比较多,一般制成6极、8极或10极。在磁钢和另一侧的软铁之间放置盘式电枢绕组。电枢绕组可以是绕线式绕组或印制绕组。绕线式绕组先绕制成单个绕组元件,并将绕好的全部绕组元件沿圆周径向排列,再用环氧树脂浇制成圆盘形。印制绕组采用与制造印制电路板相类似的工艺制成。盘形电枢上的电枢绕组中的电流沿径向流过圆盘表面,并与轴向磁通相互作用产生电磁转矩。因此,绕组的径向段为有效部分,弯曲段为端接部分。1—软磁铁;2—磁钢;3—电枢绕组;4—换向器图7-