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伺服电机讲解
第一页，共五十四页。
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2 伺服电机基本结构及原理
内容
3 旋转磁场作用下的运行分析
4 伺服电机的机械特性及控制方式
5 交流伺服电机的应用
6 伺服电机选择及主要性能指标通过短路环连接起来的，因此在感应电势的作用下，在转子导条中就会有电流流过，电流有功分量的方向和感应电势方向相同。再根据通电导体在磁场中受力原理，转子载流导条又要与磁场相互作用产生电磁力，这个电磁力F作用在转子上，并对转轴形成电磁转矩。根据左手定则，转矩方向与磁铁转动的方向是一致的，也是顺时针方向。因此，鼠笼转子便在电磁转矩作用下顺着磁铁旋转的方向转动起来。
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3 旋转磁场作用下的运行分析
为了分析方便，先假定励磁绕组有效匝数Uf与控制绕组有效匝数UC相等。这种在空间上互差900电角度，有效匝数又相等的两个绕组称为对称两相绕组。

电气原理图
控制绕组
励磁绕组
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3 旋转磁场作用下的运行分析
同时，又假定通入励磁绕组的电流Uf与通入控制绕组的电流UC相位上彼此相差900幅值彼此相等，这样的两个电流称为两相对称电流，用数学式表示为

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控制绕组
励磁绕组
当两相对称电流通入两相对称绕组时，在电机内就产生一个旋转磁场。当电流变化一个周期时，旋转磁场在空间转了一圈。
UC1
UC2
UF1
UF2

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控制绕组
励磁绕组
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控制绕组
励磁绕组

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伺服电机旋转磁场的速度
旋转磁场的转速决定于定子绕组极对数和电源的频率。图所表示的是一台两极的电机，即极对数P＝1。对两极电机而言，电流每变化一个周期，磁场旋转一圈，因而当
电源频率f＝400 Hs，即每秒变化400个周期时，磁场每秒应当转400圈，故对两极电机，即P＝1而言，旋转磁场转速为
n0= 24000 r／min
旋转磁场转速为的一般表达式为
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对于伺服电动机，还有一条很重要的机械特性，这就是零信号时的机械特性，所谓零信号，就是控制电压UC＝0，这时磁场是脉振磁场，它可以分解为幅值相等、转向相反的两个圆形旋转磁场，其作用可以想象为有两对相同大小的磁铁N—S和N—S在空间以相反方向旋转。
零信号时的机械特性和无“自转”现象
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零信号时的机械特性和无“自转”现象
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当电阻已增大到使临界转差率＞1的程度时，合成转矩曲线与横轴相交仅有一点(S＝1处)，而且在电机运行范围内，合成转矩均为负值，即为制动转矩。因而当控制电压UC取消变为单相运行时，电机就立刻产生制动转矩，与负载阻转矩一起促使电机迅速停转，这样就不会产生自转现象。
零信号时的机械特性和无“自转”现象
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设电机的负载阻转矩为TL，,电机在特性点A运行，转速为na，这时电机产生的转矩与负载阻转矩相平衡。，电机产生的转矩就随之增加C，由于电机的转子及其负载存在着惯性，转速不能瞬时改变，因此电机就要瞬时地在特性点C运行，这时电机产生的转矩大于负载阻转矩，电机就加速，一直增加到nb，电机就在B点运行。
伺服电动机的机械特性
A
B
C
结论：改变控制电压的大小，就实现了转速的控制
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5 交流伺服电机的应用
伺服电机编码器
编码器
部分
安装在电机后端，其转盘（光栅）与电机同轴。
5V
5V
0V
0V
伺服电机控制精度取决于编码器精度。
编码器
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