第四章 伺服电机new11.ppt

第四章    直流伺服电机的微机控制系统
伺服电机概述
伺服电机又称执行电机,可以把输入的电压信号变换为轴上角位移和角速度输出。
常用于位置控制、速度控制和力矩控制
直流伺服电机的种类:
电磁式、永磁式; 转动惯量较大
无槽电枢式、圆盘电枢式;转动惯量较小
  杯形电枢式;转动惯量最小
直流伺服电机的构成:
   定子
   转子
直流伺服电机的控制方式:
     电枢控制,Ua
     磁极控制,Uf
Uf
Ea
+
-
Φ
Ua
Ia
第一节    直流伺服电机的结构特性
一、静态特性n=f(T) , n=f(Ua) 电枢反应原理:Ea=Ua-IaRa
电枢的反电动势:
电磁转矩:
可得静态特征方程:
第一节    直流伺服电机的结构特性
1.        
2.
T=0时,理想空载速度:
n=0时,堵转转矩:
机械特性n=f(T):
Ua为常数,
n01
n02
n03
Ua1
Ua2
Ua3
TD3
TD2
TD1
T
n
0
KD绝对值增大
第一节    直流伺服电机的结构特性
调节特性n=f(Ua):
T为常数,
T1
T2
T3
Ua3
Ua2
Ua1
Ua
n
0
KG增大
第一节    直流伺服电机的结构特性
第一节    直流伺服电机的结构特性
二、影响静态特性的因素
1.   功放电路内阻对机械特性的影响
Ua
+
-
Ia
Uc
Ri
Ua
Uc
Ua
Uc
Ia
Uc
n0
TD2
TD1
T
n
0
k2
k1

当电机高速运转时,堵转转矩增加很快,使电枢电流ΔIa增加很快。
ΔIaRa比ΔUa增加得快, ΔEa减小。
Δn减小
n
Ua
即当电枢电压升高时,转速n的变化率越来越小。
三、动态特性
定义:电枢回路输入一个阶跃电压信号,转速随时间的动态变化规律, n=f(t) 。
形成动态过渡过程的原因:
转子负载有转动惯量,转速不能突变,造成机械过渡过程
电机绕组有电感,电枢电流不能突变,造成电磁过渡过程
(电磁过渡过程<<机械过渡过程)
动态特性分析
电枢回路由电阻Ra和电感La组成,输入阶跃信号后:
电机产生电磁转矩克服摩擦转矩Ts和惯性转矩:
在机械过渡过程中,Ts相对很小,主要是惯性转矩: