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伺服电机原理
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直流伺服电机及其控制
伺服系统的要求

“伺服”一词是跟随的意思，即被控的电机忠实地执行频繁变化的位置或速度指令，精确地控制机械系统运动的位移或角度，这种自动系统
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直流伺服电机的种类和主要技术参数
按转动部分惯性大小来分：
小惯量直流电机
——印刷电路板的自动钻孔机
中惯量直流电机（宽调速直流电机）
——数控机床的进给系统
大惯量直流电机
——数控机床的主轴电机
特种形式的低惯量直流电机
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主要技术参数：
额定功率Pe
额定电压Ue
额定电流Ie
额定转速ne
额定转矩MIe
调速比D
直流伺服电机的选择，是根据被驱动机械的负载转矩、运动规律和控制要求来确定。
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直流伺服电机的速度控制
1、直流伺服电机速度控制技术指标
（1）调速范围D——电机在额定负载下
（2）静差度S ——指电机由理想空载增加到额定负载时的转速降落Δne与理想空载转速n。之比
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（3）调速的平滑性Q ——用两个相近转速之比表示
Q值越接近1，表示调速平滑性越好。
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2、直流伺服电机调速——对控制信号进行功率放大
（1）线性型
优点：电路结构和原理简单，成本低，加速能力强 ；
缺点：发热厉害，耗损大。
适用于小功率低惯量直流电机。
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（2）开关型
对直流电机采用脉冲方式供电 ，PWM
优点：功率损耗小，运行效率高，加减速性能好，尤其是在要求低速大转矩下连续运行的场合。
已普遍用于中小惯量的直流电机调速。
（3）晶闸管型（可控硅型）
对直流电机采用脉冲方式供电 ，PWM
优点：输出功率大，电流大 。
适用于大功率大惯量的直流电机调速。
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双向式PWM调速
电机的转动方向处决于t1的大小。
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优点：电枢电流稳定连续，外特性硬度高，死区很小，低速性能好，调速范围宽；
缺点：工作过程中4个功率三极管都处于开关状态，故开关损耗大，易发生上、下两管直通，造成电源短路等。
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单向式PWM调速
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3、直流伺服电机闭环速度控制系统
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直流伺服电机位置伺服控制系统
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位置伺服模块
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交流伺服电机及其控制
交流伺服控制的发展
直流电动机——具有很好的控制性能和调速性能 ；但其致
命弱点是常产生火花和磨损，电刷和换向
器需要经常的维护和保养 。
交流电动机——调速比较困难。
随着变频调速技术的进步，交流电机调速控制己在大功率、高电压、高精度、快响应等领域中的应用己取得重要进展 。
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交流伺服电机结构和工作原理
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工作原理：
定子绕组通入三相交流电后，产生旋转磁场，旋转磁场切割转子中铜条产生电流，有电流流过的铜条在磁场中受力的作用，使转子产生旋转力矩，驱动转子旋转，转子的旋转方向与旋转磁场的旋转方向相同，其旋转速度n可表达为：
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感应式电机的速度控制有3种方法：
①改变加在电机上的电源频率f；
②改变转差率s，即改变加在电机上的电源电压；
③改变电机的磁极对数p。
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①改变定子电压的速度控制
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其基本原理——是利用电机转差率的改变来达到
控制速度的目的。
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控制定子电压调速的优点是：
①速度控制范囿为1：10；
②可以进行制动控制（定子绕组中通人直流电流或通入
相序反向的交流电流）。
缺点是：
由于转子输入功率与负载转矩成比例，随着转速的降低，损失增加，效率降低。
采用改变电机输入电压控制电机转速时，应选用