第二章直流伺服电机.ppt

第二章控制用微电机及其应用第二章控制用微电机及其应用本章介绍驱动功率较小的各种控制电机: 直流力矩电机直流伺服电机交流伺服电机步进电机控制用微电机的特点: 1. 外形尺寸小,机壳外径一般不大于 160mm ; ,一般不超过 750W , 最小的不到 1W。应用范围: 由于控制电机减少了能量转换过程,减少了成本和消耗,因此在中、小功率情况时一般都优先使用控制电机。第一节直流伺服电动机“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具,服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前,转子静止不动;讯号来到之后,转子立即转动;当讯号消失,转子能即时自行停转。伺服电动机概述电压信号伺服电动机角位移(转向) 角速度(转速) 又称为控制信号或控制电压又称为执行电动机, 在自动控制系统中作为执行元件。伺服电动机直流伺服电动机交流伺服电动机按使用的电源性质不同常用在功率稍大的系统中,其输出功率约为1~ 600 W,少数可达数千瓦。输出功率约为 ~ 100 W ,其中最常用的在 30 W以下。盘形电枢直流电动机空心杯电枢直流电动机无槽电枢直流电动机?无刷直流伺服电动机各种结构: ?低惯量的伺服电动机??直流力矩电动机伺服电动机概述自动控制系统对伺服电动机的基本要求: 1、宽广的调速范围; 2、机械特性和调节特性均为线性; 3、无“自转”现象; 4、快速响应。 5、其它要求。即电机的机电时间常数要小。相应地伺服电动机要有较大的堵转矩和较小的转动惯量。这样,电机的转速才能随着控制电压的改变而迅速变化。即要求伺服电动机的转速随着控制电压的改变能在宽广的范围内连续调节伺服电动机的机械特性是指控制电压一定时,转速随转矩的变化关系, 调节特性是指电机转矩一定时, 转速随控制电压的变化关系。线性的机械特性和调节特性有利于提高自动控制系统的动态精度。即要求伺服电动机在控制电压降为零时能立即自行停转。如希望伺服电动机的控制功率要小,这样可使放大器的尺寸相应减少,在航空上使用的伺服电动机还要求其重量轻、体积小等。第一节直流伺服电动机一、工作原理图 2-1 直流电动机工作原理图载流导体在磁场中受到电磁力。若导体在磁场中的长度为l ,其中流过的电流为 i ,导体所在处的磁密为 B ,则导体所受到的电磁力为 Bli F?电磁力的方向由左手定则确定。图中所有载流导体均受到反时针方向的转矩,从而使电动机旋转。第一节直流伺服电动机一、工作原理图 2-1 直流电动机工作原理图直流电机是可逆的,它根据不同的外界条件而处于不同的运行状态。当迫使它旋转,输入机械能时,它便输出电能,处于发电机状态,此时称为发电机;当在电刷两端施加电压输入电能时, 它便旋转起来输出机械能,处于电动机状态。由于定磁极下元件的电流方向是不变的,所以转矩是方向恒定的转矩,称为直流电动机的电磁转矩。若电机轴上带有负载,它便输出机械功。第一节直流伺服电动机二、分类直流伺服电动机有传统式结构和低惯量型两大类。(一) 传统式直流伺服电动机定子传统式直流伺服电动机的结构型式是由定子、转子两大部分所组成。它又可再分为永磁式和电磁式两种。转子定子: 永磁式直流伺服电动机是在定子上装有永久磁钢做成的磁极; 电磁式直流伺服电动机的定子通常由硅钢片冲制叠压而成,磁极和磁辄整体相连,在磁极铁芯上套有激磁绕组。转子: 两种电机的转子铁芯由硅钢片冲制叠压而成,在转子冲片的外圆周上开有均布的齿槽,槽中放置电枢绕组并经换向器、电刷引出。?定子主磁极和铁心?电枢绕组和电枢铁心?电枢绕组和电枢铁心