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文档介绍：第2章 自动控制系统的驱动与传动装置
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概述
直流伺服电动机及其控制
交流伺服电动机及其控制
步进电动机及其控制
特种电动机及其应用
运动控制系统中的传动机构
驱动系统设计
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概述
驱动器种类
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直流伺服电动机及其控制
直流伺服电动机的分类和特点

分类方式
主要类型
主要结构特点
按转子电枢励磁方式分
电磁式
转子电枢磁场由励磁绕组产生,是一种普遍使用的伺服电动机,特别是大功率电动机应用更为广泛。
永磁式
转子电枢磁场由永磁体产生,具有体积小、伺服性能好、响应快、功率体积比大、功率重量比大、稳定性好等优点。
按定子励磁方式分
他激式
励磁绕组与电枢绕组无联接关系,而由其他直流电源对励磁绕组供电。
串激式
励磁绕组与电枢绕组之间通过电刷和换向器形成串联回路。
并激式
励磁绕组与电枢绕组相并联,励磁绕组与电枢共用同一电源,从性能上讲与他励直流电动机相同。
复激式
有并励和串励两个励磁绕组,若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反,则称为差复励。
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直流伺服电动机的控制特性
直流伺服电动机工作原理图
传统的有刷直流伺服电动机主要由定子磁极、转子电枢、
碳刷及换向片等结构组成,。
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。
电枢电压控制时的电枢等效电路
机械工程自动控制系统中常采用的直流伺服电动机转
子电枢线圈的感抗La较小,为分析简化起见,忽略其影响,
设La=0,则电枢回路中的电压平衡方程式为
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转子在磁场中以角速度ω切割磁力线时,电枢反电
动势Ea与角速度ω之间存在如下关系:
式中,Ce是电动势常数,仅与电动机结构有关;Φ是定子
磁场中每极气隙磁通量。
此外,电枢电流切割磁场磁力线所产生的电磁转矩Tm,
可由下式表达:
式中,Cm是转矩常数,仅与电动机结构有关。
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()
直流伺服电动机运行特性的一般表达式
ω称为理想空载角速度。可见,角速度与电枢电压成正比。
Td称为启动瞬时转矩,其值也与电枢电压成正比。
(1)当Tm=0(空载)时:
(2)当ω=0(启动)时:
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如果把角速度ω看作是电磁转矩Tem的函数,即ω=f(Tem),
则可得到直流伺服电动机的机械特性表达式
式中,ω0是常数, 。
()
如果把角速度ω看作是电枢电压ua的函数,即ω=f(ua),
则可得到直流伺服电动机的调节特性表达式
式中,k是常数,即。
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根据式()和式(),给定不同的ua值和Tm值,可分
别绘出直流伺服电动机的机械特性曲线和调节特性曲线,
。
直流伺服电动机调节特性
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