直流伺服电机课程设计(共19页).doc

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是交变的，线圈内的感应电动势是交变电动势，但由于电刷和换向器的作用，使流过负载的电流是单方向的直流电流，这一直流电流一般是脉动的。
　　在图中，电刷A所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，它始终具有正极性;电刷B始终具有负极性。这就是直流伺服电机的工作原理。
直流伺服电机的工作特性
传统的直流伺服电动机动实质是容量较小的普通直流电动机，因此其工作特性与普通直流电动机一致。
1. 静态特性
电磁转矩由下式表示:
式（）
Kt—转矩常数； Φ—磁场磁通；Ia —电枢电流；TM —电磁转矩。
电枢回路的电压平衡方程式为:
式（）
Ua─ 电枢上的外加电压；Ra─ 电枢电阻；Ea─ 电枢反电势。
电枢反电势与转速之间有以下关系：
式（）
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Ke─电势常数；ω─电机转速（角速度）。
根据以上各式可以求得：
式（）
当负载转矩为零时：
式（）
理想空载转速当转速为零时：
式（）
启动转矩当电机带动某一负载TL时电机转速与理想空载转速的差:
式（）
2. 动态特性
直流伺服电机的动态力矩平衡方程
式（）
式中 TM ─电机电磁转矩； TL ─ 折算到电机轴上的负载转矩；ω ─ 电机转子角速度； J ─ 电机转子上总转动惯量；t ─时间自变量。
2 直流伺服电机的控制方式
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电枢控制
采用电枢控制时，电枢绕组加上控制信号电压，电磁式伺服电动机的励磁绕组加上额定电压。当控制信号Ua=0时，Ia=0,T=0,电机不会旋转，及转速n=0。当Ua≠0时，Ia≠0，T≠0，电动机在电磁转矩T的作用下运转。改变Ua室外大小或极性，电动机的转速或转向将随之改变，电动机随着电枢电压大小或极性的改变而处于调速或反转的状态中。Ua不同时，伺服电动机的机械特性与普通直流电动机相同，是一组平行的略微倾斜的直线
机械特性 控制特性
电枢控制时 Uf = UfN ，Ua = Uc（控制电压）
式（）
磁场控制
采用磁场控制是，电磁式直流伺服电动机的励磁绕组加上控制信号电压，电枢绕组加上额定电压。这种控制方式在永磁式直流伺服电动机中不能采用。这时电磁式伺服电动机的工作原理与电枢控制是相同，只是当控制信号电压Uf的大小和极性改变时，电动机随着磁场强弱和方向的改变额处在调速或反转状态中，Uf不同时，电磁式直流伺服电动机的机械特性与普通的直流电动机在不同If是的机械特性相同。If减小，机械特性上移，斜率增加。
Ua = UaN ， Uf = Uc（控制电压）
忽略磁路饱和、不计电枢反应，则
Φ = CUf =CUc

式（）
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总结
两种控制方式相比，在性能上，电枢