文档介绍：伺服电机与伺服控制系统原理
伺服电机的分类
伺服电机
交流伺服电机
直流伺服电机
鼠笼转子
杯形转子
一、直流电动机工作原理
●伺服电机的原理介绍
安培定律
——磁场的磁感应强度
——导体中的电流
lated）调速系统。
主要内容
1．晶闸管调速系统
常用于大功率及要求不很高的直流伺服电机调速控制。
直流伺服电机及其速度控制
U*n
主要内容
速度
调节器
电流
调节器
触发脉冲
发生器
可控硅
电流反馈
速度反馈
电流检测
编码器
电机
+
-
Un
In
I*n
+
-
US
控制
回路
主回路：可控硅整流放大器：整流、放大、驱动，使电机转动。
速度环：速度调节，作用：好的静态、动态特性。
电流环：电流调节，作用：系统快速性、稳定性改善。
触发脉冲发生器：产生移相脉冲，使可控硅触发角前移或后移。
直流伺服电机及其速度控制
4
6
2
7
9
11
1
3
5
8
12
10
A
B
C
M
Ⅰ
Ⅱ
UM
UD
KM
KM
+
-
主回路由大功率晶闸管构成的三相全控桥式反并接可逆电路，分成二大部分（ Ⅰ和 Ⅱ ），每部分内按三相桥式连接，二组反并接，分别实现正转和反转。
各有一个可控硅同时导通，形成回路。
直流伺服电机及其速度控制
1、3、5在正半周导通， 2、4、6在负半周导通。每组内（即二相间）触发脉冲相位相差120º，触发脉冲的顺序：1-2-3-4-5-6，相邻之间相位差60º。为保证合闸后两个串联可控硅能同时导通，或已截止的相再次导通，采用双脉冲控制。即每个触发脉冲在导通60º后，再补发一个辅助脉冲；也可以采用宽脉冲控制，宽度大于60º，小于120º。
直流伺服电机及其速度控制
只要改变可控硅触发角（即改变导通角），就能改变可控硅的整流输出电压，从而改变直流伺服电机的转速。
触发脉冲提前，增大整流输出电压；触发脉冲延后，减小整流输出电压。
u
a
c
b
c
a
b
a)
b)
c)
d)
1
3
5
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
ωt
u
b
2
4
6
b
c
a
ωt
ωt
ωt
ωt
1 1 3 3 5 5 1 1 3 3
6 2 2 4 4 6 6 2 2 4
1
3
5
2
4
6
120°
120°
180°
60°
1
3
2
4
60°
60°
5
6
α
晶闸管调节电路
主要内容
2．PWM调速控制系统
利用大功率晶体管的开关作用，将直流电压转换成一定频率的方波电压，加到直流电动机的电枢上；通过调整控制方波脉冲宽度来改变电枢的平均电压，从而调节电机的转速。
控制电路简单，不需附加关断电路，开关特性好。广泛应用中、小功率直流伺服系统。
周期不变
脉宽
脉宽
脉宽
脉宽
平均直流电压
U
ωt
周期不变
直流伺服电机及其速度控制
主要内容
直流电机电压的平均值:
T—脉冲周期， Ton—导通时间
直流伺服电机及其速度控制
脉宽调制（PWM）系统组成：
主要内容
速度
调节器
电流反馈
脉宽
调制
基极
驱动
功
放
振荡器
电流
调节器
M
速度指令
三相交流电
整流
速度反馈
Usr
USC
U△
Ub
直流伺服电机及其速度控制
控制回路：
速度调节器；电流调节器；固定频率振荡器及三角波发生器；脉宽调制器和基极驱动电路。
区别：
与晶闸管调速系统比较，速度调节器和电流调节
器原理一样。不同的是脉宽调制器和功率放大器。
脉宽调制器
作用：将电压量转换成可由控制信号调节的矩形脉冲，为功率晶体管的基极提供一个宽度可由速度指令信号调节的脉宽电压。
组成：调制信号发生器（三角波和锯齿波两种）和比较放大器。
原理：以三角波发生器为例介绍
直流伺服电机及其速度控制
R1
+12V
USC