直流伺服电机的结构与分类
伺服电机分类与选型流程
伺服电机分类与选型流程伺服电机是一种能够根据控制信号来驱动机械系统运动的电机。
它具有高精度、高控制性能和高可靠性的特点，广泛应用于工业自动化控制、仪器仪表和机器人等领域。
根据应用场景的不同，伺服电机可以分为直流伺服电机和交流伺服电机两大类，每一类又有其各自的特点和选型要点。
一、直流伺服电机的分类与选型流程：1.分类：直流伺服电机根据电源电压的不同可以分为低压直流伺服电机（12V、24V）和高压直流伺服电机（48V、60V、72V等）。
2.选型流程：（1）确定应用场景：根据具体应用的需要，确定伺服电机的功率、扭矩和转速等参数。
（2）验证电源电压：根据选定的电机功率和转速要求，验证电源电压是否能够满足电机的工作要求。
如果电源电压不足，则需要使用电源升压器或者选择合适的电压级别的伺服电机。
（3）确定电机型号：根据电机的工作要求，包括负载特性、控制要求和环境要求等，确定合适的电机型号。
（4）选取驱动器：根据电机的功率和控制要求，选取合适的驱动器。
驱动器的选择要考虑到驱动器的保护功能、通信接口和控制算法等因素。
（5）试运行与调试：在选定的电机和驱动器之间进行试运行和调试，验证系统的性能和稳定性。
二、交流伺服电机的分类与选型流程：1.分类：交流伺服电机根据电机的控制方式可以分为位置控制型和矢量控制型。
位置控制型伺服电机根据电机转子结构的不同可以分为无刷交流伺服电机（BLAC）和有刷交流伺服电机（BLDC）；矢量控制型伺服电机则可以分为感应交流伺服电机（IM）和永磁同步交流伺服电机（PMSM）。
2.选型流程：（1）确定应用场景：根据具体应用的需要，确定伺服电机的功率、扭矩和转速等参数。
（2）验证电源电压：根据选定的电机功率和转速要求，验证电源电压是否能够满足电机的工作要求。
如果电源电压不足，则需要使用电源升压器或者选择合适的电压级别的伺服电机。
（3）确定电机型号：根据电机的工作要求，包括负载特性、控制要求和环境要求等，确定合适的电机型号。
直流伺服电机结构 -回复
直流伺服电机结构-回复直流伺服电机是一种广泛应用于自动化控制系统中的电机。
它具有高精度、高可靠性和快速响应等特点，因此被广泛用于机械工业、机器人技术和自动化设备等领域。
本文将从直流伺服电机的结构开始，逐步详细介绍其原理和工作方式。
一、直流伺服电机的结构直流伺服电机由四个主要部分组成：外壳、转子、定子和传感器。
外壳是电机的保护壳，用于保护内部结构。
转子是电机的旋转部分，由线圈和磁场组成。
定子是电机的静止部分，由绕组和磁铁组成。
传感器用于检测转子的位置和速度，并将信号传递给控制系统。
二、直流伺服电机的原理直流伺服电机的原理基于洛伦兹力和福尔摩斯定律。
当给予电机通电时，电流通过转子的线圈，形成电磁场。
这个电磁场与定子上的磁场相互作用，产生一个力使转子旋转。
根据福尔摩斯定律，当一个导体在磁场中移动时，会感受到一个作用力，这个力称为洛伦兹力。
通过调整电流的方向和大小，可以控制电机的转速和位置。
三、直流伺服电机的工作方式直流伺服电机的工作方式分为两种：开环控制和闭环控制。
1. 开环控制开环控制是指电流直接通过控制信号传递到电机，没有回路来检测电机的运行状态。
在开环控制中，控制系统只根据输入的控制信号来控制电机的转速和位置。
这种方式简单但不够精确，容易受到外部干扰的影响。
2. 闭环控制闭环控制是指通过传感器检测电机的运行状态，并将这些信息反馈给控制系统，控制系统根据反馈信息来调整控制信号，从而实现更精确的控制。
闭环控制可以提高电机的性能和稳定性，并且对外部干扰的抵抗能力更强。
四、直流伺服电机的应用直流伺服电机广泛应用于机械工业、机器人技术和自动化设备等领域。
它们可以用于控制机器人的位置和姿态、驱动自动化设备的运动、控制工业生产线的速度等。
直流伺服电机因为其高精度、高可靠性和快速响应等特性，成为现代自动化系统中不可或缺的组成部分。
五、直流伺服电机的发展趋势随着科技的不断发展，直流伺服电机也在不断进步和改进。
现代直流伺服电机具有更小的体积、更高的效率和更强的控制能力。
直流伺服电机PPT课件
电流反馈
功放
第14页/共47页
G
M
§6.4 直流伺服电机 （五） 直流进给运动的速度控制（2）PWM调速系统
① 主回路：
大功率晶体管开关放大器； ② 控制回路：功率整流器。
速度调节器；
电流调节器；
固定频率振荡器及三角波发生器；
脉宽调制器和基极驱动电路。
区别：
与晶闸管调速系统比较，速度调节器和电流调节
2） 脉宽调制器
同向加法放大器电路图 U S r –速度指令转化过
来的直流电压
U△
R1
U Sr
R1
R2
+ +12V
-
R3
USC
U △- 三角波
USC- 脉宽调制器的输
出（ U S r +U △ ）
调制波形图
U △+U S r
U△
+U S r
o
o
t
-12V U △+U S r
t
o
-U S r
t
U SC
电机转速与理想空载转速的差
（6.7）
ω（n） △ω
ωO
O
TL TS T
图6.7 直流电机的机械特性
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§6.4 直流伺服电机 （二）一般直流电机的工作特性
2. 动态特性 直流电机的动态力矩平衡方程式为
TM TL J d
dt
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；
（6.1）
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:
伺服电机结构图解大全
伺服电机结构图解大全
伺服电机是一种能够精确控制运动的电机，常用于各种自动化设备和机械系统中。
伺服电机的结构复杂多样，下面将介绍几种常见的伺服电机结构，帮助大家更好地了解伺服电机。
1. 直流伺服电机结构图解
直流伺服电机是一种常见的伺服电机类型，其结构相对简单。
通常由电机本体、编码器、控制器等部分组成。
电机本体包括定子和转子，编码器用于反馈电机转动位置，控制器则控制电机的转速和位置。
直流伺服电机结构图解
直流伺服电机结构图解
2. 步进伺服电机结构图解
步进伺服电机结构相对复杂一些，通常由步进电机、编码器、闭环控制系统等
部分组成。
步进电机通过控制电流大小来控制转动角度，编码器用于反馈电机位置信息，闭环控制系统可以实现更精准的控制。
步进伺服电机结构图解
步进伺服电机结构图解
3. 交流伺服电机结构图解
交流伺服电机结构也较为复杂，由交流电机、编码器、控制器等部分组成。
交
流电机通常使用感应电机或永磁同步电机，编码器可实现位置反馈，控制器则控制电机运动。
交流伺服电机结构图解
交流伺服电机结构图解
通过以上对不同类型伺服电机结构的介绍，我们可以看到不同类型的伺服电机
在结构上的区别，但它们都有一个共同点，即都能够实现精准的位置和速度控制。
选择适合自己需求的伺服电机，可以提高设备的性能和稳定性。
希望以上内容能够帮助大家更好地理解伺服电机的结构和原理。
以上是伺服电机结构图解的内容，希望对大家有所帮助。
伺服电机的转子结构
伺服电机的转子结构伺服电机作为一种常见的电机类型，在工业自动化、机械控制以及机器人领域有着广泛的应用。
其中，转子作为伺服电机的核心部件，对于电机的性能和运行状态起着至关重要的作用。
本文将对伺服电机的转子结构进行详细的介绍，包括常见的转子类型、工作原理以及优缺点等，旨在帮助读者更好地理解伺服电机转子的重要性和相关知识。
一、转子的类型伺服电机的转子主要分为直流电机转子和交流电机转子两类。
1. 直流电机转子直流电机转子主要有平差型转子、强磁场型转子和无刷型转子等几种。
平差型转子是直流电机中最常见的转子类型之一。
它的组成包括电枢、电枢线圈和电刷。
平差型转子通过电枢线圈与外部电源相连，通过电刷与定子之间的碳刷接触进行电能传递，从而实现电能到机械能的转换。
强磁场型转子采用永磁体代替了电枢线圈和电刷，可以消除电枢线圈产生的铜损耗和电刷摩擦，从而提高了电机的效率和响应速度。
无刷型转子是直流电机中的一种新型转子结构。
它采用了无刷换向器来替代传统的碳刷，减少了摩擦和电刷产生的火花，并提高了电机的可靠性和寿命。
2. 交流电机转子交流电机转子主要有永磁转子和感应转子两种。
永磁转子是一种常见的交流电机转子类型。
它通过在转子上安装永磁体，利用其产生的磁场与定子的旋转磁场相互作用，从而实现电能到机械能的转换。
永磁转子具有结构简单、效率高等特点，广泛应用于各种领域。
感应转子是另一种常见的交流电机转子类型。
它通过在转子上安装绕组，当定子电流发生变化时，感应转子的绕组中将会产生感应电流，从而产生磁场与定子的旋转磁场相互作用，实现电能到机械能的转换。
二、转子的工作原理伺服电机的转子工作原理与基本电机的工作原理相似，即通过电能输入，通过磁场的变化将电能转换为机械能。
具体来说，当电机的定子绕组通电时，会在定子上产生一个旋转磁场。
转子上的磁场与定子产生的旋转磁场相互作用，因而转子开始旋转，从而实现电能到机械能的转换。
不同类型的转子，由于其内部结构和工作原理不同，因此在转矩输出、响应速度和效率等方面会存在差异。
伺服电机组成及结构(3篇)
第1篇一、伺服电机的组成1. 定子定子是伺服电机的核心部件，其主要功能是产生磁场。
定子通常由硅钢片叠压而成，形成一定厚度的铁芯。
在铁芯上，绕制线圈，形成线圈组。
线圈组通常采用三相交流绕组，也有两相或单相绕组。
定子通过接入电源，产生旋转磁场，从而驱动转子旋转。
2. 转子转子是伺服电机的另一个核心部件，其主要功能是产生转矩。
转子通常由永久磁铁或电磁铁组成。
永久磁铁转子具有结构简单、性能稳定、响应速度快等优点，但体积较大。
电磁铁转子通过在转子铁芯上绕制线圈，实现转矩的产生。
电磁铁转子具有体积小、重量轻、响应速度快等优点，但需要外部电源供电。
3. 控制器控制器是伺服电机的控制中心，其主要功能是接收控制信号，对伺服电机进行控制。
控制器通常由微处理器、模拟电路和数字电路组成。
微处理器负责处理控制算法，模拟电路负责放大和转换信号，数字电路负责处理数字信号。
4. 传感器传感器是伺服电机的反馈元件，其主要功能是检测伺服电机的运动状态。
传感器通常有编码器、速度传感器和力传感器等。
编码器用于检测转子位置和转速，速度传感器用于检测转子转速，力传感器用于检测伺服电机输出的力。
5. 传动机构传动机构是伺服电机与执行机构之间的连接部分，其主要功能是将伺服电机的旋转运动转换为执行机构的直线运动或旋转运动。
传动机构通常有齿轮、皮带、丝杠等。
二、伺服电机的结构1. 定子结构定子结构通常分为两种：槽式定子和绕线式定子。
（1）槽式定子：槽式定子由硅钢片叠压而成，形成一定厚度的铁芯。
在铁芯上，开有槽，槽内绕制线圈组。
槽式定子具有结构简单、成本低、性能稳定等优点。
（2）绕线式定子：绕线式定子与槽式定子类似，但绕线方式不同。
绕线式定子采用绕线式绕组，线圈直接绕在铁芯上。
绕线式定子具有结构紧凑、散热性好等优点。
2. 转子结构转子结构通常分为两种：永久磁铁转子和电磁铁转子。
（1）永久磁铁转子：永久磁铁转子由永磁材料制成，具有结构简单、性能稳定、响应速度快等优点。
直流伺服电机的结构与分类
直流伺服电机的结构与分类直流伺服电机的品种许多，依据磁场产生的方式，直流电机可分为他励式、永磁式、并励式、串励式和复励式五种。
永磁式用氧化体、铝镍钴、稀土钴等软磁性材料建立激磁磁场。
在结构上，直流伺服电机有一般电枢式、无槽电枢式、印刷电枢式、绕线盘式和空心杯电枢式等。
为避开电刷换向器的接触，还有无刷直流伺服电机。
依据掌握方式，直流伺服电机可分为磁场掌握方式和电枢掌握方式。
永磁直流伺服电机只能采纳电枢掌握方式，一般电磁式直流伺服电机大多也用电枢掌握方式。
在数控机床中，进给系统常用的直流伺服电机主要有以下几种：1．小惯性直流伺服电机小惯性直流伺服电机因转动惯量小而得名。
这类电机一般为永磁式，电枢绕组有无槽电枢式、印刷电枢式和空心杯电枢式三种。
由于小惯量直流电机最大限度地减小电枢的转动惯量，所以能获得最快的响应速度。
在早期的数控机床上，这类伺服电机应用得比较多。
2．大惯量宽调速直流伺服电机大惯量宽调速直流伺服电机又称直流力矩电机。
一方面，由于它的转子直径较大，线圈绕组匝数增加，力矩大，转动惯量比较其他类型电机大，且能够在较大过载转矩时长时间地工作，因此可以直接与丝杠相连，不需要中间传动装置。
另一方面，由于它没有励磁回路的损耗，它的外型尺寸比类似的其他直流伺服电机小。
它还有一个突出的特点，是能够在较低转速下实现平稳运行，最低转速可以达到1r／min，甚至0.1r／min。
因此，这种伺服电机在数控机床上得到了广泛地应用。
3．无刷直流伺服电机无刷直流伺服电机又叫无整流子电机。
它没有换向器，由同步电机和逆变器组成，逆变器由装在转子上的转子位置传感器掌握。
它实质是一种沟通调速电机，由于其调速性能可达到直流伺服发电机的水平，又取消了换向装置和电刷部件，大大地提高了电机的使用寿命。
伺服电机的分类
伺服电机的分类伺服电机是一种能够根据控制信号来精确控制转速和位置的电机。
它广泛应用于工业自动化、机器人技术、航空航天等领域。
根据不同的分类标准，伺服电机可以分为多种类型，下面将详细介绍几种常见的伺服电机分类。
一、按控制方式分类1. 位置伺服电机：位置伺服电机是最常见的一种类型，它通过控制输入信号来实现精确的位置控制。
位置伺服电机通常由编码器、控制器和功率放大器组成，能够实现高精度的位置控制，并具有快速响应和较高的转矩。
2. 速度伺服电机：速度伺服电机是通过控制输入信号来实现精确的转速控制。
速度伺服电机通常与编码器配合使用，通过反馈信号实时调整电机的转速，使其保持在设定的目标速度上。
3. 力矩伺服电机：力矩伺服电机是一种能够输出精确力矩的电机。
它通常通过控制输入信号来实现对电机输出力矩的精确控制。
力矩伺服电机广泛应用于需要精确控制力矩的场合，如机械臂、航空航天等领域。
二、按结构类型分类1. 交流伺服电机：交流伺服电机是一种使用交流电作为驱动源的伺服电机。
它通常由交流电源、控制器和转子组成。
交流伺服电机具有结构简单、可靠性高、转矩平滑等特点，广泛应用于工业自动化控制系统中。
2. 直流伺服电机：直流伺服电机是一种使用直流电作为驱动源的伺服电机。
它通常由直流电源、控制器和转子组成。
直流伺服电机具有响应速度快、转矩大、控制精度高等特点，广泛应用于机器人、自动化设备等领域。
3. 步进伺服电机：步进伺服电机采用开环控制方式，通过控制输入信号来控制电机的步进角度。
步进伺服电机结构简单、成本低廉，但在控制精度和响应速度上相对较低，主要应用于一些要求不太高的场合。
三、按应用领域分类1. 工业伺服电机：工业伺服电机广泛应用于工业自动化领域，用于控制机械臂、传送带、数控机床等设备的位置、速度和力矩。
工业伺服电机具有高效率、高可靠性和较大输出功率等特点，能够满足工业生产对精确控制的需求。
2. 机器人伺服电机：机器人伺服电机是机器人技术中不可缺少的关键部件，用于控制机器人的关节运动。
直流伺服电机
毕业论文论文题目学院专业年级学号学生姓名指导教师完成时间年月肇庆学院教务处制摘要：随着科学技术的不断快速发展，人们对生活质量、生产效率及安全性等方面的要求越来越高，而自动化控制系统以其能将人类从复杂、繁琐危险、的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率等的众多优点被大家所接受并得到了广泛的推广应用，逐渐成为现在生活生产中必不可少的一种科技，因此该设计具有很深远的研究价值。
设计主要是一种基于A VR单片机控制，采用ATmega16的芯片，通过用H桥式控制PWM通过检测光脉冲数进行定位进行对减速电机的控制，从而实现对系统的位置控制。
设计的目的是通过一个位置控制系统来自动控制门得开关，比较手动的，自动控制更省时省力，更安全，而且增加了生活的乐趣。
设计的结果是：所设计的位置控制系统，能较为稳定地对电机进行控制，符合实验的要求。
关键词：AVR单片机H桥式控制减速电机Abstract:With the rapid development of science and technology, more and morepeople on the quality of life, production efficiency and safety aspects of the higher requirements, and the automatic control system for its many advantages canbe complex, tedious, dangerous from human labor environment to liberate and improve the control efficiency ofthe acceptedand popularized widely used, has gradually becomean essentialtechnology in the production of life now, so ithas very far-reachingresearch value of the design. Design is a A VR microcontroller based control, using ATmega16 chip, through the bridge control of PWM by detecting the pulsenumber of positioning control gear motor with H, in order toachieve position control system. The purpose of the design is througha position control system to automatic control door switches,compared with manual, automatic control more time-saving, more secure,and to increase the pleasures of life. The result of the design is: position control system design, can steadily control the motor, meets the test requirements.Keywords: A VR microcontroller H bridge control gear motor目录：第一章：绪论 (5)1.1、直流伺服电机的背景、原理及分类 (5)1.1.1：背景： (5)1.1.2：原理： (6)1.1.3：分类： (6)1.2、直流伺服电机的应用与意义 (7)1.2.1：应用： (7)1.2.2：意义： (7)1.3、国内外现状和发展趋势 (8)第二章：直流伺服电机（减速电机）的工作原理、结构及其基本特性 (10)2.1、直流伺服电机的工作原理、原理 (10)2.2、直流伺服电机的基本特性 (10)2.2.1、直流伺服电机的机械特性 (11)2.2.2、直流伺服电机的调节特性 (12)2.2.3、直流伺服电机的动态特性 (13)2.3、直流减速电机 (18)第三章：A VR单片机系统的结构概况 (19)3.1、单片机的基本组成结构 (19)3.2、A VR单片机的介绍 (21)3.3、ATmega16单片机的介绍 (23)第四章：A VR单片机实现位置控制 (27)4.1、设计的原理: (27)4.1.1、H桥电路 (27)4.2、设计的电路框图 (31)4.2.1、独立按键： (31)4.2.2、光电码盘： (31)4.2.3、A VR单片机最小系统 (32)4.2.4、H桥驱动 (32)4.2.5、直流电机 (33)第五章：总结 (33)参考文献： (34)致谢： (37)第一章：绪论1.1、直流伺服电机的背景、原理及分类1.1.1：背景：近半个世纪以来，随着科学技术的快速发展进步，关于直流伺服控制技术的各项研究已经慢慢地走向成熟，直流伺服控制系统也随之得到了很大的重视，在研究探讨中不断的进步，在系统性能要求较高以及市场的急切需求的情况下得到了更深层次的理解，得到了广大人们的广泛地应用。
直流伺服电动机的技术参数与特性参数,直流伺服电动机的特点特性及种类
直流伺服电动机的技术参数与特性参数，直流伺服电动机的特点特性及种类导语：直流伺服电动机是自动控制系统中具有特殊用途的直流电动机，又称执行电机，它能够把输入的电压信号变换成轴上的角位移和角速度等机械信号。
直流伺服电动机是自动控制系统中具有特殊用途的直流电动机，又称执行电机，它能够把输入的电压信号变换成轴上的角位移和角速度等机械信号。
直流伺服电动机的工作原理、基本结构及内部电磁关系与一般用途的直流电动机相同。
直流伺服电动机的控制电源为直流电压，分普通直流伺服电动机、盘形电枢直流伺服电机、空心杯直流伺服电机和无槽直流伺服电机等。
普通直流伺服电动机有永磁式和电磁式两种基本结构类型。
电磁式又分为他励、并励、串励和复励四种，永磁式可看作是他励式。
特点：转子直径较小、轴向尺寸大；转动惯量小，因此响应时间快。
但额定扭矩较小，一般必须与齿轮降速装置相匹配。
用于高速轻载的小型数控机床中。
1、直流伺服电动机的基本结构图为直流伺服电动机的结构，主要包括定子、转子、电刷与换向片三个部分2.直流伺服电动机的分类（1）根据电动机本身结构的不同，可分为以下几类：改进型直流伺服电动机转子的转动惯量较小，过载能力较强，且具有较好的换向性能。
小惯量直流电动机最大限度地减少了转子的转动惯量，能获得最好的快速特性。
永磁直流伺服电动机能在较大过载转矩下长期地工作，转动惯量较大，无励磁回路损耗，可在低速下运转。
无刷直流电动机由同步电动机和逆变器组成，而逆变器是由装在转子上的转子位置传感器控制。
（2）根据直流电动机对励磁绕组的励磁方式不同，可分为他励式、并励式、串励式和复励式四种。
直流伺服电动机的特点种类直流伺服电动机的结构和一般直流电动机一样，只是为了减小转动惯量而做得细长一些。
它的励磁绕组和电枢分别由两个独立电源供电。
也有永磁式的，即磁极是永久磁铁。
通常采用电枢控制，就是励磁电压f一定，建立的磁通量Φ也是定值，而将控制电压Uc加在电枢上，其接线图如下图所示。
直流电机伺服系统
第四节 直流电机伺服系统伺服电机是转速及方向都受控制电压信号控制的一类电动机，常在自动控制系统用作执行元件。
伺服电机分为直流、交流两大类。
直流伺服电机在电枢控制时具有良好的机械特性和调节特性。
机电时间常数小，起动电压低。
其缺点是由于有电刷和换向器，造成的摩擦转矩比较大，有火花干扰及维护不便。
直流伺服电动机的结构与一般的电机结构相似，也是由定子、转子和电刷等部分组成，在定子上有励磁绕组和补偿绕组，转子绕组通过电刷供电。
由于转子磁场和定子磁场始终正交，因而产生转矩使转子转动。
由图6-30可知，定子励磁电流产生定子电势F s ，转子电枢电流αi 产生转子磁势为F r ，F s 和F r 垂直正交，补偿磁阻与电枢绕组串联，电流αi 又产生补偿磁势F c ，F c 与F r 方向相反，它的作用是抵消电枢磁场对定子磁场的扭斜，使电动机有良好的调速特性。
永磁直流伺服电动机的转子绕组是通过电刷供电，并在转子的尾部装有测速发电机和旋转变压器（或光电编码器），它的定子磁极是永久磁铁。
我国稀土永磁材料有很大的磁能积和极大的矫顽力，把永磁材料用在电动机中不但可以节约能源，还可以减少电动机发热，减少电动机体积。
永磁式直流伺服电动机与普通直流电动机相比有更高的过载能力，更大的转矩转动惯量比，调速范围大等优点。
因此，永磁式直流伺服电动机曾广泛应用于数控机床进给伺服系统。
由于近年来出现了性能更好的转子为永磁铁的交流伺服电动机，永磁直流电动机在数控机床上的应用才越来越少。
二、直流伺服电机的调速原理和常用的调速方法由电工学的知识可知：在转子磁场不饱和的情况下，改变电枢电压即可改变转子转速。
直流电机的转速和其它参量的关系可用式6-19表示：φe K IRU n -=（6-19） 式中：n ——转速，单位为rpm ；U ——电枢电压，单位为V ； I ——电枢电流，单位为A ；R ——电枢回路总电压，单位为Ω； φ——励磁磁通，单位为Wb （韦伯）； K e ——由电机结构决定的电动势常数。
直流伺服电机
2.宽调速直流伺服电机
1、结构
2.宽调速直流伺服电机
1、特点（5）
(1)高转矩 （3）动态响应好 （5）易于调试
（2）过载能力强
（4）调速范围宽，运行平稳
直流伺服电机
什么叫伺服电动机？
在伺服机构的末端，根据输入 信号来操纵或驱动负载机械的动力元件 直流伺服电动机具有起动转矩大、调速 范围宽、机械特性和调节特性线性度好、控制 方便等优点，被广泛应用在闭环或半闭环控制 的伺服系统中。
直流伺服电机
直流伺服电动机的分类
1、按结构分：永磁式和电磁式
2、 按 励 磁 分
直流伺服电机
目的：
1、了解伺服电机的结构与原理；
2、掌握直流伺服电机的特点。
内容：
一、小惯量直流伺服电机；
二、宽调速直流伺服电机。
直流伺服电机
直流电机因调速方便，较硬机械持性，所以 数控伺服系统中早有使用，但由于数控机床的特 殊要求，如：高位移精度，宽调速范围，带负载 能力强，运动稳定等，一般的直流电机不能满足 要求。因为，一般直流电机的转动惯量过大，而 其输出力矩则相对地过小，这样它的动态特性就 比较差，尤其是在低速运转条件下，这个缺点就 更为突出。因此，目前在进给伺服系统中使用的 都是近年发展起来的大功率直流伺服电机。
组或电枢绕组的接线端对调就可改变转向。
1.小惯量直流伺服电机
七、直流伺服电机驱动器
1.小惯量直流伺服电机
七、直流伺服电机驱动器
直流伺服电机 驱动器主要用于接收编 码器的反馈信号和主机 给定的速度信号，实时 地控制伺服电机电枢电 压。驱动器与伺服电机 配套使用.
驱动器的型号为：DA0D020DT64S00。
1.小惯量直流伺服电机
伺服系统的分类和特点
伺服系统的分类和特点一、引言伺服系统，作为现代工业自动化的重要组成部分，其性能和特点在很大程度上决定了整个系统的性能和稳定性。
伺服系统能够根据输入的指令信号，自动、快速、准确地控制执行机构的位移、速度和加速度，实现对目标值的精确跟踪。
本文将对伺服系统的分类和特点进行详细的阐述，以便更好地理解和应用伺服系统。
二、伺服系统的分类伺服系统可以根据工作原理和应用领域进行分类。
1.根据工作原理分类根据工作原理，伺服系统可以分为电气伺服系统和液压伺服系统两大类。
其中，电气伺服系统又可以分为直流伺服系统和交流伺服系统。
（1）直流伺服系统：直流伺服电机由定子、转子、电刷和换向器等部分组成。
其工作原理是当电流通过励磁绕组和电枢绕组时，产生磁场，驱动转子旋转。
直流伺服电机具有调速范围广、低速性能好、响应速度快等优点，但同时也存在维护成本高、易磨损等缺点。
（2）交流伺服系统：交流伺服电机由定子、转子和编码器等部分组成。
其工作原理是通过控制电机的输入电压或电流，改变电机的旋转速度和方向。
交流伺服电机具有效率高、可靠性高、维护成本低等优点，但同时也存在调速范围较窄、低速性能较差等缺点。
2.根据应用领域分类根据应用领域，伺服系统可以分为工业伺服系统和航空伺服系统两大类。
（1）工业伺服系统：工业伺服系统主要用于工业自动化生产线、数控机床、包装机械等领域。
其特点是要求精度高、稳定性好、可靠性高、响应速度快等。
常见的工业伺服系统有电机驱动控制系统、气压传动控制系统和液压传动控制系统等。
（2）航空伺服系统：航空伺服系统主要用于航空器自动驾驶系统、雷达天线控制系统等领域。
其特点是要求精度高、可靠性极高、响应速度快、抗干扰能力强等。
常见的航空伺服系统有舵机控制系统、燃油控制系统等。
三、伺服系统的特点1.精度高：伺服系统的输出量能够精确地跟踪输入指令信号，从而实现高精度的位置控制和速度控制。
2.快速响应：伺服系统具有快速的动态响应特性，能够迅速跟踪输入信号的变化，保证系统的稳定性和动态性能。
直流伺服电机的结构和原理
直流伺服工作原理图
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直流伺服电机的原理
直流伺服电动机工作原理图
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课堂练习——结构
1.直流伺服电动机的外形结构比
较
，直流伺服电机的输出功率
一般在
之间
2.机械特性比交流伺服电机
，通
常应用于
的伺服系统中。
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课堂练习——原理
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直流伺服电机的工作原理
直流伺服电动机的工 作原理和普通直流电 动机相同。在励磁绕 组中有电流且产生了 磁通后，电枢绕组中 再通过电流时，两者 相互作用产生转矩， 使电动机转动。两个 绕组中任意一个断电 时，电动机停止转动。 直流伺服电动机没有 “自转”现象，是自 动控制系统中一个很
直流伺服电动机的工作原理和普通
相
同。在励磁绕组中有电流且产生了
后，
电枢绕组中再通过电流时，两者相互作用产
生转矩，使电动机转动。两个绕组中任意一
个断电时，电动机
。直流伺服电
动机没有“
”现象，是自动控制系
统中一个很好的执行元件。
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直流伺服电机的外形
直流伺服电机 的外形
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直流伺服电机的结构
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结 结构与普通小型直 流电动机相同，只 是为了减小转动惯 性，电机做得比较 细长一些，伺服电 机也由定子和转子 构成，定子 上有两 个绕组，即励磁绕 组L1和控制绕组LK， 两个绕组在空间相 差90°电角度。
直流伺服电机的结构
直流伺服电机的结构，原理与调速直流伺服电机具有良好的启动、制动和调速特性，可很方便地在宽范围内实现平滑无极调速，故多采用在对伺服电机的调速性能要求较高的生产设备中。
直流伺服电机的结构主要包括三大部分：（1）定子。
定子磁极磁场由定子的磁极产生。
根据产生磁场的方式，直流伺服电动机可分为永磁式和他激式。
永磁式磁极由永磁材料制成，他激式磁极由冲压硅钢片叠压而成，外绕线圈通以直流电流便产生恒定磁场。
（2）转子。
又称为电枢，由硅钢片叠压而成，表面嵌有线圈，通以直流电时，在定子磁场作用下产生带动负载旋转的电磁转矩。
（3）电刷与换向片。
为使所产生的电磁转矩保持恒定方向，转子能沿固定方向均匀的连续旋转，电刷与外加直流电源相接，换向片与电枢导体相接。
直流伺服电动机的工作原理与一般直流电动机的工作原理是完全相同，如图4-4所示。
他激直流电机转子上的载流导体（即电枢绕组），在定子磁场中受到电磁转矩M的作用，使电机转子旋转。
由直流电机的基本原理分析得到：n=(u－I a R a)/k e式中：n──电枢的转速，r/min；u──电枢电压；I a ──电机电枢电流；R a──电枢电阻；k e──电势系数（k e=C eφ）。
由式中可知，调节电机的转速有三种方法：（1）改变电枢电压u 。
调速范围较大，直流伺服电机常用此方法调速；（2）变磁通量φ（即改变k e的值）。
改变激磁回路的电阻R f以改变激磁电流I f，可以达到改变磁通量的目的；调磁调速因其调速范围较小常常作为调速的辅助方法，而主要的调速方法是调压调速。
若采用调压与调磁两种方法互相配合，可以获得很宽的调速范围，又可充分利用电机的容量。
(3)在电枢回路中串联调节电阻R t(图中无表示)，此时有n=[u－I a(R a+R t)]/k e从式中可知，在电枢回路中串联电阻的办法，转速只能调低，而且电阻上的铜耗较大，这种办法并不经济，仅用于较少的场合。
伺服电机结构及工作原理
伺服电机结构及工作原理伺服电机是一种将电能转换为机械能的电动机，它通过控制电机运转的位置、速度和力矩，实现对机器设备的精密控制。
伺服电机一般由电机本体、编码器、控制器和驱动器组成，下面将详细介绍伺服电机的结构和工作原理。
一、伺服电机的结构伺服电机的结构一般包括电机本体、编码器、控制器和驱动器。
1.电机本体：伺服电机的核心部分是电机本体，它是将电能转换为机械能的关键组件。
根据不同的使用要求，伺服电机的电机本体可能是直流电机、交流电机或步进电机，其中最常用的是直流伺服电机和交流伺服电机。
2.编码器：编码器是伺服电机的反馈装置，用于实时感知电机转动的位置信息。
它可以将电机的转动角度或位置转换为电信号输出给控制器，以实时监测电机的运动状态。
3.控制器：控制器是伺服电机的核心控制部件，负责接收来自编码器的反馈信号，并根据设定的控制算法计算出电机的控制信号。
控制器通常由一个微处理器和相关的电路组成，可以实现复杂的控制算法，并且具备良好的实时性和稳定性。
4.驱动器：驱动器是控制器和电机之间的桥梁，将控制器输出的信号转换为适合电机驱动的电流或电压。
驱动器通常由功率放大电路和保护电路组成，能够根据控制信号的变化来控制电机的运转速度和力矩。
二、伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理是通过控制器对电机的控制信号进行调整，实现电机的精确控制。
1.位置控制：伺服电机常用的控制方式之一是位置控制。
在位置控制中，控制器接收编码器的位置反馈信号，并根据设定的目标位置和控制算法计算出电机的控制信号。
驱动器将这个信号转换为适合电机驱动的电流或电压，使电机按设定的位置和速度进行运转。
2.速度控制：伺服电机的另一种常用控制方式是速度控制。
在速度控制中，控制器接收编码器的速度反馈信号，并根据设定的目标速度和控制算法计算出电机的控制信号。
驱动器根据这个信号调整电机的输入电压或电流，使电机保持稳定的运行速度。
3.力矩控制：伺服电机还可以通过力矩控制实现对机械设备的精密控制。
直流伺服电动机结构
直流伺服电动机结构
流伺服电动机的结构包括转子、定子和其它附件。
1. 转子：包括电枢铁芯和永磁体。
电枢铁芯固定在电机轴上，永磁体装在电枢铁芯周围，其轴向位置对应于电枢绕组换向器片的几何中心。
2. 定子：包括凸极铁芯和均匀排列在凸极上的换向极绕组。
凸极铁芯用绝缘材料固定在电机外壳上，换向极绕组通过支架固定在凸极铁芯上，且凸极和换向极绕组的支架的外径一般均小于电枢铁芯，以保证足够的磁导率。
3. 其它附件：包括风扇、轴承、轴承支架、定位档块等。
定位档块用于限制电机轴向尺寸，也用于迫使电机在一定转速范围内变矩减小，防止超出额定负载时出现过大的失步。
风扇通常直接驱动伺服电机，以便散热。
另外，伺服电机也有多种控制装置，如极螺旋控制器和测速发电机或霍尔元件反馈器，这些可用于弱磁控制。
总的来说，直流伺服电动机的这些结构部分使得电机能够提供高精度和稳定的转矩，使其广泛应用于各种控制系统中。
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直流伺服电机的结构与分类
直流伺服电机的品种很多，根据磁场产生的方式，直流电机可分为他励式、永磁式、并励式、串励式和复励式五种。
永磁式用氧化体、铝镍钴、稀土钴等软磁性材料建立激磁磁场。
在结构上，直流伺服电机有一般电枢式、无槽电枢式、印刷电枢式、绕线盘式和空心杯电枢式等。
为避免电刷换向器的接触，还有无刷直流伺服电机。
根据控制方式，直流伺服电机可分为磁场控制方式和电枢控制方式。
永磁直流伺服电机只能采用电枢控制方式，一般电磁式直流伺服电机大多也用电枢控制方式。
在数控机床中，进给系统常用的直流伺服电机主要有以下几种：1．小惯性直流伺服电机
小惯性直流伺服电机因转动惯量小而得名。
这类电机一般为永磁式，电枢绕组有无槽电枢式、印刷电枢式和空心杯电枢式三种。
因为小惯量直流电机最大限度地减小电枢的转动惯量，所以能获得最快的响应速度。
在早期的数控机床上，这类伺服电机应用得比较多。
2．大惯量宽调速直流伺服电机
大惯量宽调速直流伺服电机又称直流力矩电机。
一方面，由于它的转子直径较大，线圈绕组匝数增加，力矩大，转动惯量比较其他类型电机大，且能够在较大过载转矩时长时间地工作，因此可以直接与丝杠
相连，不需要中间传动装置。
另一方面，由于它没有励磁回路的损耗，它的外型尺寸比类似的其他直流伺服电机小。
它还有一个突出的特点，是能够在较低转速下实现平稳运行，最低转速可以达到1r／min，甚至0.1r／min。
因此，这种伺服电机在数控机床上得到了广泛地应用。
3．无刷直流伺服电机
无刷直流伺服电机又叫无整流子电机。
它没有换向器，由同步电机和逆变器组成，逆变器由装在转子上的转子位置传感器控制。
它实质是一种交流调速电机，由于其调速性能可达到直流伺服发电机的水平，又取消了换向装置和电刷部件，大大地提高了电机的使用寿命。