直流伺服电动机
伺服电机和直流电机的区别
伺服电机和直流电机的区别
伺服电机和直流电机是工业生产中常用的两种电动机，它们在工作原理、应用
场景、控制方式等方面存在一些区别。
本文将从几个方面详细介绍伺服电机和直流电机的区别。
工作原理
伺服电机是一种能够根据外部输入的控制信号，实现位置、速度、力矩等精确
控制的电动机。
其控制精度较高，通常配备有编码器用于反馈控制。
而直流电机是一种通过直流电流产生旋转力矩的电动机，通常只能实现基本的转速控制。
应用场景
伺服电机主要应用于对精确控制要求较高的系统中，例如机械加工、自动化生
产线等领域。
直流电机则广泛应用于家用电器、电动汽车等场合，其控制简单、成本低廉。
控制方式
伺服电机通过外部的控制器或者PLC等设备进行精确控制，可以实现闭环控制，控制精度高。
而直流电机通常采用PWM调速方式进行控制，控制精度相对较低。
结构特点
伺服电机通常内置有位置传感器或者编码器等装置，用于实时监测电机的位置。
直流电机结构相对简单，无需过多附件传感器。
性能表现
伺服电机在速度响应、位置精度、控制灵活性等方面表现更加出色，适用于对
控制精度要求高的场合。
直流电机则在功率密度、成本等方面具有优势，适用于大量普通驱动的场合。
综上所述，伺服电机和直流电机在工作原理、应用场景、控制方式、结构特点
以及性能表现等方面存在一定的区别，用户在选择电机时应根据具体的需求和应用场景来进行选型。
简述直流伺服电动机的工作原理
简述直流伺服电动机的工作原理直流伺服电动机是一种常见的电机类型，广泛应用于工业自动化控制、机器人、汽车、医疗设备等领域。
本文将简述直流伺服电动机的工作原理，包括电机结构、电机控制系统、编码器反馈系统等方面。
一、电机结构直流伺服电动机的基本结构包括转子、定子、永磁体、电刷等部分。
其中，永磁体是电机的核心部件，它产生磁场，使得电机可以转动。
电刷则起到输送电能的作用，通过与转子接触，将电能传递给转子。
在直流伺服电动机中，转子通过电磁感应原理产生转矩，从而带动负载旋转。
同时，电机控制系统可以通过改变电流的方向和大小来控制电机的转速和转向。
二、电机控制系统直流伺服电动机的控制系统主要包括功率放大器、控制器和编码器反馈系统。
功率放大器是直流伺服电动机的重要组成部分，它负责将控制信号转换为电流信号，并将其提供给电机。
控制器则负责处理控制信号，将其转换为电机可以理解的信号。
编码器反馈系统则用于检测电机的转速和位置，并将其反馈给控制器，从而实现闭环控制。
在控制系统中，控制器通常采用PID控制算法，通过调节控制信号，使得电机的转速和位置达到预定的目标值。
同时，电机的速度和位置可以通过编码器反馈系统进行实时监测和调整，从而保证电机的精准控制。
三、编码器反馈系统编码器反馈系统是直流伺服电动机的重要组成部分，它用于检测电机的转速和位置，并将其反馈给控制器。
编码器通常分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。
增量式编码器可以检测电机的转速和位置变化，但无法确定电机的绝对位置。
绝对式编码器则可以确定电机的绝对位置，但通常比增量式编码器更昂贵。
在编码器反馈系统中，编码器通过检测电机的转子和定子之间的相对位置来确定电机的转速和位置。
控制器可以根据编码器反馈的信息进行实时调整，从而保证电机的精准控制。
四、总结直流伺服电动机是一种重要的电机类型，具有精准控制、高效能、高速度等优点。
其工作原理主要包括电机结构、电机控制系统和编码器反馈系统等方面。
直流伺服电动机
一、直流伺服电动机的结构和分类
直流伺服电动机实质上就是一台他励式直流电动机。
分类： ㈠ 传统型直流伺服电动机：普通型直流伺服电机，分为电
磁式和永磁式两种。 ㈡ 低惯量型直流伺服电动机 ⑴ 盘形电枢直流伺服电动机； ⑵ 空心杯电枢直流伺服电动机； ⑶ 无槽电枢直流伺服电动机。
图7.2.1 盘形电枢直流伺服电动机结构
当转矩为零时，电机转速仅与电枢电压有关，此时的转速
称为理想空载转速。
n
n0
U ke
当转速为零时，电机转矩仅与电枢电压有关，此时的转矩 称为堵转转矩。
U TD Ra kT
直流伺服电动机的机械特性如图7.2.4所示：
图7.2.4 电枢控制的直流伺服电机机械特性
图7.2.5 直流伺服电机调节特系。
图7.2.2 空心杯电枢直流伺服电动机结构
图7.2.3 无槽电枢直流伺服电动机结构
二、直流伺服电动机的运行特性
转速关系式：
n
U ke
Ra kekT
Tem
1、机械特性：指在控制电压保持不变的情况下，直流伺服
电动机的转速n随转矩变化的关系。
n n0 kTem
式中：
n0
U ke
,k
Ra kekT
控制方式：电枢控制和磁极控制，实际中主要采用电枢控制方式。
直流伺服电动机的调节特性如图7.2.5所示。
第一章-直流伺服电机
图1-1 电枢控制原理图
控制方式
2．磁场控制
电枢绕组电压保持不变，变化励磁回路旳电压。若电 动机旳负载转矩不变，当升高励磁电压时，励磁电流 增长，主磁通增长，电机转速就降低；反之，转速升 高。变化励磁电压旳极性，电机转向随之变化。 尽管磁场控制也可到达控制转速大小和旋转方向旳目 旳，但励磁电流和主磁通之间是非线性关系，且伴随 励磁电压旳减小其机械特征变软，调整特征也是非线 性旳，故少用。
1.2.2 运营特征
（2）电枢电压对机械特征旳影响
n0和Tk都与电枢电压成正比，而斜率k则与电枢电压无关。 相应于不同旳电枢电压能够得到一组相互平行旳机械特征曲线。
直流伺服电动机由放大器供电时， 放大器能够等效为一种电动势源 与其内阻串联。内阻使直流伺服 电动机旳机械特征变软。
图 1-3 不同控制电压时旳机械特征
较小、 电枢电阻 Ra 较大、转动惯量 J 较大
时是这种情况。
图1-6 在 4 e m 时, n、ia 旳过渡过程
过渡过程曲线
(2)
当
4 e
m
时，由
p1，.2
1 2 e
1
1 4 e m
， p1 和
p2
两根是共轭复数。
在过渡过程中，转速和电流随时间旳变化是周期性旳。
由e
La Ra
和m
2JRa 60CeCt
2
可知，电枢
电感 La 较大、 电枢电阻 Ra 较小、转动
惯量 J 较小时，就会出现这种振荡现象。
图1-7 在 4 e m 时, n、ia 旳过渡过程
过渡过程曲线
⑶ 当4 e m 时（多数情况满足这一条件）， e 很小能够忽视不计。
于是式
m e
(完整版)《直流伺服电动机》PPT课件
第二章 直流伺服电动机
3.4 直流电动机的使用
3.4.1 直流电动机的启动
启动要求：
①启动时电磁转矩要大，以利于克服启动时阻转矩，包括总
阻转矩
Ts
和惯性转矩J
dΩ dt
。
②启动时电枢电流不要太大，一般把启动电流限制在允许电 流值的 1.5～2 倍以内。
③要求电动机有较小的转动惯量和加速过程中保持足够大的 电磁转矩，以利于缩短启动时间。
第二章 直流伺服电动机
1) 负载为常数时的调节特性
电动机的负载转矩主要是动摩擦转矩TL加上电机本 身的阻转矩T0， 所以电动机的总阻转矩Ts=TL+T0。 在 转速比较低的条件下， 总阻转矩Ts是一个常数。
由式： n Ua TsRa
Ce CeCT 2
表征调节特性两个量
①始动电压——Ua0，是电动机处于待动而未动这种临界状 态时的控制电压。
作为控制信号， 实现电动机的转速控制。
第二章 直流伺服电动机
电枢电压Ua,转速n 以及电磁转矩T 的关系：
Ua
移项后，得到
Cen
TRa
CT
n
Ua Ce
TRa CeCT 2
在稳态时，电动机的电磁转矩与轴上的阻转矩相平衡， 即
T=Ts。所以稳态时，上式可以写成
n
Ua
Ce
Ts Ra
CeCT 2
第二章 直流伺服电动机
第二章 直流伺服电动机
第 3章 直流伺服电动机
3.1 直流电动机 3.2 电磁转矩和转矩平衡方程式 3.4 直流电动机的使用 3.5 直流伺服电动机及其控制方法 3.6 直流伺服电动机的稳态特性 3.9 直流力矩电动机 习题
第二章 直流伺服电动机
第6章 直流伺服电动机
第6章 直流伺服电动机
根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁
转矩T=CTΦIa不变；又If不变，Φ不变，所以电枢电流Ia 也不变。再由电动机电压平衡方程式Ea=Ua-IaRa可以看
出，由于IaRa不变，感应电势Ea将随Ua的降低而减小；
又Φ不变，故转速要相应减小。若电压改变后的感应电 势、转速、 电流用Ea′、n′、Ia′表示，则Ua′=55 V时的
第6章 直流伺服电动机
第6章 直流伺服电动机
1 直流电动机的工作原理 2 电磁转矩和转矩平衡方程式
3 直流电动机的反电势和电压平衡方程式
4 直流电动机的使用 5 直流伺服电动机及其控制方法 6 直流伺服电动机的稳态特性
第6章 直流伺服电动机
7 直流伺服电动机在过渡过程中的工作状态 8 直流伺服电动机的过渡过程
的方向一致时， 数值为正； 反之， 数值为负。
第6章 直流伺服电动机
由于现在主要研究电机的工作状态， 为了分析简 便， 可先不考虑放大器的内阻， 这时电枢回路的电压 平衡方程式为 Ua1 =Ea1 +Ia1 Ra 式中, Ua1 >Ea1 。
第6章 直流伺服电动机
负载为常数时的调节特性
仍以直流电动机带动天线旋转为例来说明电动机的 调节特性。 在不刮风或风力很小时， 电动机的负载转矩主要是 动摩擦转矩TL加上电机本身的阻转矩T0。 在转速比较低的条件下， 可以认为
动摩擦转矩和转速无关，是不变的。 因此， 总阻转矩Ts 是一个常数。
负载转动惯量的影响当电机在系统中带动负载时其转动惯量应该包括负载通过传动比折合到电动机轴上的转动惯量j放大器内阻的影响当电机是由直流放大器提供控制信号时如同在分析放大器内阻对机械特性的影响一样这时电枢回路的电阻中应包括放大器的内阻r即总的电枢回路电阻为r这样一来电机机电时间常数表示式32可以看出负载惯量越大或放大器内阻越大则机电时间常数亦越大过渡过程的时间就越长
直流伺服电动机工作原理
直流伺服电动机工作原理直流伺服电动机是一种能够通过控制系统来精确控制转速和位置的电动机。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 电源供电：直流伺服电动机首先需要通过电源来提供电能。
电源会提供直流电压，通常是以可调节的方式供应。
2. 电动机转子：直流伺服电动机内部有一个转子，它由一组线圈和永磁体组成。
转子可以自由地旋转。
3. 电机驱动器：为了控制电动机的转速和位置，需要一个电机驱动器。
电机驱动器主要由功率放大器和控制电路组成。
控制电路通常接收来自控制系统的信号，并根据信号来调整电机的转速和位置。
4. 控制信号：控制信号可以来自于传感器或控制程序。
传感器可以测量电动机的转速和位置，并将信息传送给控制系统。
控制程序可以根据需求来将电动机的转速和位置设置为特定的数值。
5. 调整电压：根据控制信号，控制电路会调整电机驱动器的输出电压。
输出电压的改变会导致电动机的转速和位置相应地变化。
6. 转矩产生：当电机驱动器输出电压改变时，通过控制线圈通入不同的电流。
电流通过线圈时会在线圈和永磁体之间产生磁场。
根据电流的方向和大小，磁场的极性和强度也会相应改变。
这个磁场会与永磁体的磁场相互作用，产生力矩，进而驱动转子转动。
7. 反馈回路：为了确保电动机的准确控制，通常会设置一个反馈回路。
反馈回路可以监测电动机的实际转速和位置，并将信息反馈给控制系统。
控制系统通过与期望值进行比较，可以及时调整控制信号，从而保持电动机的精确控制。
通过以上的工作原理，直流伺服电动机可以在控制系统的指导下，实现精确的转速和位置控制，广泛应用于机器人、自动化设备和工业生产线等领域。
简述伺服电动机的种类特点及应用
简述伺服电动机的种类特点及应用伺服电动机是一种能够精确控制运动位置、速度和加速度的电动机。
它具有高精度、高速度和高可靠性的特点，广泛应用于工业机械、机器人、自动化设备、医疗设备等领域。
根据结构和控制方式的不同，伺服电动机可以分为直流伺服电动机、交流伺服电动机和步进伺服电动机。
1. 直流伺服电动机：直流伺服电动机是应用最广泛的一种伺服电动机。
它的特点是转矩波动小、动态性能好，可以快速响应外部控制信号，适用于高精度、高速度控制的场合。
直流伺服电动机的控制比较简单，通常采用闭环控制系统，通过编码器反馈信号来实时监测电机转速和位置，进而调整电机的电流和电压。
直流伺服电动机的应用非常广泛，如CNC机床、注塑机、纺织机、纸张机械等工业设备，以及医疗设备、机器人、印刷设备等。
它可以实现高速度、高精度的运动控制，满足不同领域的精确定位和稳定运动需求。
2. 交流伺服电动机：交流伺服电动机逐渐取代直流伺服电动机在某些领域的应用，因为它具有结构简单、体积小、维护方便等优点，同时具备较高的动态性能和较大的功率范围。
交流伺服电动机通常采用矢量控制或矢量直流控制方式，通过闭环反馈控制系统来实现位置和速度的精确控制。
交流伺服电动机的应用范围广泛，如自动化机械、半导体设备、食品包装设备、纺织设备等。
它能够实现高精度、高性能的运动控制，在工业生产过程中提高生产效率和产品质量。
3. 步进伺服电动机：步进伺服电动机是将步进电机与伺服控制器相结合的一种电机。
它具有步进电机的精密定位能力和伺服电机的动态性能，能够实现高精度、高分辨率的位置控制。
步进伺服电动机通过闭环控制系统来保证位置的准确性，通常采用编码器或位置传感器来实时反馈位置信息。
步进伺服电动机广泛应用于自动化设备、医疗设备、印刷设备、纺织设备等领域。
它可用于需要高分辨率、高精度定位的场合，如3D打印机、数控雕刻机、纺织机械等。
总的来说，伺服电动机是一种能够实现高精度、高速度和高可靠性运动控制的电动机。
直流伺服电动机的结构、原理与一般( )基本相同
直流伺服电动机的结构、原理与一般交流伺服电动机基本相同近年来，伺服电动机在工业自动化领域得到了广泛的应用，其中直流伺服电动机作为一种常见的电机类型，其在工业控制系统中扮演着非常重要的角色。
直流伺服电动机与一般交流伺服电动机在结构和工作原理上基本相同，但又有一些独特的特点和应用场景。
本文将对直流伺服电动机的结构、原理以及与一般交流伺服电动机的异同进行深入探讨，并共享个人对该主题的看法和理解。
一、直流伺服电动机的结构1. 转子直流伺服电动机的转子通常由永磁体和电枢组成。
永磁体固定在转子上，产生一个固定的磁场。
而电枢则是通过通电产生磁场，从而与永磁体的磁场相互作用，从而产生转矩。
2. 定子直流伺服电动机的定子上布置有绕组，根据不同的控制需要，可以有不同的绕组结构。
通常情况下，定子上的绕组会根据具体的应用场景而进行设计，以实现不同的控制效果。
3. 传感器直流伺服电动机通常会配备传感器，用于检测转子的位置和速度。
常见的传感器类型包括编码器、霍尔传感器等。
二、直流伺服电动机的工作原理1. 电枢受力原理当直流伺服电动机的电枢通电时，电枢产生磁场，与永磁体的磁场相互作用，从而产生转矩。
根据电枢受力的原理，可以通过控制电枢通电的电流大小和方向，来实现对电机转矩的精准控制。
2. 传感器反馈原理直流伺服电动机通常配备有传感器，用于检测电机转子的位置和速度。
通过传感器的反馈信号，可以实现对电枢电流的闭环控制，从而实现对电机转速和位置的精准控制。
三、直流伺服电动机与一般交流伺服电动机的异同1. 异同点直流伺服电动机和一般交流伺服电动机在结构和工作原理上基本相同，都是通过对电机的电流进行精确控制，从而实现对电机转矩、速度和位置的精准控制。
但是，直流伺服电动机由于采用直流电源供电，控制回路相对简单，因此在一些对控制精度要求较高的应用场景中表现出更大的优势。
2. 应用场景直流伺服电动机通常在对控制精度和动态响应要求较高的应用场景中得到广泛应用，如数控机床、飞行器控制系统、智能机器人等。
直流伺服电动机结构与工作原理
直流伺服电动机结构与工作原理一、引言直流伺服电动机是一种能够精确控制位置、速度和加速度的电机，它在工业自动化、机器人技术、航空航天等领域有着广泛的应用。
了解直流伺服电动机的结构和工作原理对于掌握其控制技术和应用具有重要意义。
在本文中，将从深度和广度两个方面对直流伺服电动机的结构和工作原理进行全面探讨，并带您深入理解这一主题。
二、直流伺服电动机的结构1. 电机主体部分直流伺服电动机通常由电机主体部分、编码器、控制器和驱动器等组成。
电机主体部分包括定子和转子两部分。
其中，定子上绕有电磁线圈，而转子则由永磁体构成。
这种结构使得直流伺服电动机在工作时能够产生稳定的磁场，并具有较高的效率和响应速度。
2. 编码器编码器是直流伺服电动机的重要组成部分，它能够实时反馈电机转子的位置和速度信息，为电机控制提供准确的反馈信号。
常见的编码器类型包括绝对值编码器和增量编码器，它们各自具有不同的优势和适用场景。
3. 控制器和驱动器控制器是直流伺服电动机系统的“大脑”，负责接收输入信号并根据编码器反馈信息控制电机动作。
而驱动器则是控制器和电机之间的桥梁，将控制信号转化为电机驱动信号，从而实现对电机的精确控制。
三、直流伺服电动机的工作原理1. 电机控制直流伺服电动机的控制采用闭环控制系统，即通过控制器不断调整电机的输入信号，使得电机能够精确地跟踪设定的位置和速度。
在控制过程中，编码器实时反馈电机的状态信息，控制器根据反馈信息调整输出信号，实现对电机的精准控制。
2. 电机特性直流伺服电动机具有较高的动态响应能力和速度调节范围，能够在短时间内实现高速运动和精确停止。
这使得直流伺服电动机在要求较高的位置和速度控制场景中有着广泛的应用。
3. 工作原理总结直流伺服电动机在工作时，电机主体部分产生稳定的磁场，编码器实时反馈电机状态信息，控制器根据反馈信息调整电机控制信号，驱动器将控制信号转化为电机驱动信号，从而实现对电机的高精度控制。
四、个人观点和理解直流伺服电动机作为一种精密控制设备，具有高效、高精度、高可靠性的特点，被广泛应用于工业生产和自动化设备中。
控制电机 第一章 直流伺服电机 1 原理与运行特性
直流伺服电动机的调节特性
1.3 运行特性
斜率k1：
k1 1 C e
是由电机本身参数决定的常数，与负载无关。
直流伺服电动机的调节特性
1.3 运行特性
（2）总阻转矩对调节特性的影响
总阻转矩Ts变化时，Ua0∝Ts ，斜率k1保持不变。
因此对应于不同的总阻转矩Ts1 、 Ts2 、Ts3 、… ，可以 得到一组相互平行的调节特性。
n
Ua0 k1 –
–
始动电压 特性斜率
直流伺服电动机的调节特性
1.3 运行特性
（1） Ua0和k1的物理意义
始动电压Ua0 ：电动机处在待动而又未动临界状态时的电压。 Ua Ts Ra 由 n ，当n=0时，便可求得： 2 C e C e C t Ra U a U a0 Ts C t 由于Ua0∝Ts ，即负载转矩越大，Ua0越高。 控制电压从0到Ua0范围内，电机不转动，称为电动机的死区。
1.1 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。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。 (2) 机械特性和调节特性均为线性。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。 机械特性：控制电压一定时，转速随转矩的变 化关系； 调节特性：电动机转矩一定时，转速随控制电 压的变化关系。 (3) 无“自转”现象。伺服电动机在控制电压为零时 能立自行停转。 (4) 快速响应。电动机的机电时间常数要小，相应地 伺服电动机要有较大的培转转矩和较小的转动惯量。 这样，电动机的转速便能随着控制电压的改变而迅 速变化。
第1章 直流伺服电动机
1.1 伺服电动机概述 1.2 直流伺服电动机的原理 1.3 直流伺服电动机运行特性 1.4 直流伺服电动机的控制方式 1.5 直流伺服电动机的动态特性与特种电机 1.6 直流伺服电动机的PWM控制 1.7 直流伺服电动机的应用
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
直流伺服电机的结构和原理
直流伺服工作原理图
返回目录
结构
原理 课堂练习
直流伺服电机的原理
直流伺服电动机工作原理图
返回目录
结构
原理 课堂练习
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。
返回目录
结构
原理 课堂练习
课堂练习——原理
返回目录
结构
原理 课堂练习
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。
返回目录
结构
原理 课堂练习
直流伺服电机的外形
直流伺服电机 的外形
返回目录
结构
原理 课堂练习
直流伺服电机的结构
返回目录
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。
简述直流伺服电动机的特点
简述直流伺服电动机的特点
直流伺服电动机是一种常见的电动机类型，其特点主要体现在以下几个方面。
第一章：引言
直流伺服电动机是一种广泛应用于工业控制系统中的电动机。
它具有高效率、精确控制、快速响应等特点，被广泛应用于自动化设备、机械加工、机器人等领域。
本文将对直流伺服电动机的特点进行简述。
第二章：高效率
直流伺服电动机具有较高的效率，能够将电能转化为机械能的效率接近100%。
这是因为直流伺服电动机的电磁铁线圈内部通过电流产生磁场，与电磁铁上的永久磁体相互作用，从而产生电机转动的力矩。
由于直流伺服电动机在转动过程中只需克服摩擦力和负载惯性，因此其效率较高。
第三章：精确控制
直流伺服电动机具有精确控制的特点，可以通过改变输入电压的大小和方向来实现电机的精确控制。
这是因为直流伺服电动机可以通过改变电流大小和方向来改变磁场的强弱和方向，从而控制电机转动的速度和方向。
通过精确的控制算法和反馈系统，可以实现对直流伺服电动机的位置、速度和加速度等参数的精确控制。
第四章：快速响应
直流伺服电动机具有快速响应的特点，可以在短时间内实现从静止到
运动的转变。
这是因为直流伺服电动机的转子惯性较小，能够快速响应输入信号的变化。
当控制系统对电机进行控制信号的变化时，直流伺服电动机可以迅速响应，并快速转动到新的位置或速度。
第五章：结论
综上所述，直流伺服电动机具有高效率、精确控制和快速响应的特点。
这使得它在工业控制系统中得到广泛应用。
通过对直流伺服电动机的特点的了解，可以更好地应用它们于自动化设备、机械加工、机器人等领域，提高工作效率和产品质量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无槽电枢直流伺服电动机
工作原理
根据电磁学基本知识可知，载流导 体在磁场中要受到电磁力的作用。如
果导体在磁场中的长度为l, 其中流过 的电流为i，导体所在处的磁通密度为 B，那末导体受到的电磁力的值为 F=Bli
式中， F的单位为牛顿(N)； B的单位 为韦伯/米2(Wb/m2); l的单位为米(m); i的单位为安培(A)； 力F的方向用左
概述
什么是伺服电动机? 在自动控制系统中作执行元件，所以又称执行
电动机。它将电压输入电压信号变换为转轴的角位移 或角速度而输出。输入电压信号又称为控制信号或控 制电压。改变控制电压可以改变伺服电机的转速及转 向。 伺服电机的分类:
交流、直流 伺服电机特点:
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.快速相应
课程简介
本科程是为适应科学技术的发展及控制 系统的需要而开设的。包括伺服电机、 步进电机、测速电机、旋转变压器、自 整角机、永磁同步电机、开关磁组电机、 直线电机等。掌握基本概念与原理、运 行特性和应用。为了加强上述电机的学 习开设有7个实验。
第一 章 直流伺服电动机
概述 直流伺服电动机 无刷直流电动机 直流力矩电动机（自学） 直流电动机的应用
n = f ( Ua ) |T=C
n Ua Ke
Ra Kt Ke
Tem
U a0
Ra Kt
Tem
n
Ua Ke
Ra Kt Ke
Tem
动态特性
什么是动态特性 直流伺服电机的传递函数 直流伺服电机的时间常数
什么是动态特性
当电枢电压发生突变时，电机转速从一种 稳定状态过渡到另一种稳定状态的过程：
n=f(t) 或 Ω = f(t)
它包括机械和电气两部分 分析方法 拉氏变换
直流伺服电机的传递函数
ua
Raia
La
dia dt
ea
n=f(t) 或 Ω = f(t)
Ra
La
ia ua
SM
ea
Tem
J
d dt
ua
Ra J Kt
d dt
La J Kt
d 2 dt 2
Ke '
(t)
Ua
1
(1 em
电枢电压来控制电机的转速与 转向的方式。 励磁控制法 ：
在低速时受磁饱和的限制， 在高速时受换向火花和换向结 构强度的限制，并励磁线圈电 感较大，动态响应较差，所以 这种方法应用较少。
运行特性
机械特性 调节特性
机械特性
电动机在电枢电压Ua不变时，转速随负载转
矩(或电磁转矩)变化的规律。表征这个规律的 曲线称为电动机的机械特性。
60Ke Kt
2
60
Ra J CeCt 2
该式表明， 机电时间常数与旋转部
分的转动惯量、 电枢回路的电阻成正比。 但当电机在自动控制系统中使用时， 系 统中的放大器和电机所带的负载都影响 到电机的过渡过程， 现分述如下。
1、负载转动惯量的影响
2、放大器内阻的影响
3、磁密的影响
直流伺服电机的时间常数
如果把Ea=CeΦn代入上式， 便可得出电 枢电流Ia的表示式:
Ia
Ua Ea Ra
Ua Cen
Ra
直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压 和本身的内阻， 而且还取决于与转速成正比的
反电势(当Φ=常数时)。
n Ua Ia Ra
Ce
控制方式
n Ua Ia Ra
Ce
电枢控制： 当励磁电压一定时，改变
n = f ( T ) |Ua=C
Ua Ea Ia Ra
Ea Cen Ken Tem CtIa Kt Ia
n Ua Ke
Ra Kt Ke
Tem
n
Ua Ke
Ra Kt Ke
Tem
n0
kTem
n
Ua Ke
Ra Kt Ke
Tem
Hale Waihona Puke n0kTem调节特性
在自动控制系统中， 为了控制伺服电动机的转速， 就需要知道电动机在带了负载以后， 转速随控制信 号变化的情况。 也就是要知道， 电动机在带了负 载以后， 加多大的控制信号， 电动机能转动起来； 加上某一大小的控制信号时， 电动机的转速为多少。 电动机在一定的负载转矩下， 稳态转速随控制电压 变化的关系称为电动机的调节特性。
手定则来确定。
电磁转矩
磁极下一根载流导体所受到的电磁力。 此力作 用在电枢外圆的切线方向， 产生的转矩为：
ti
Fi
D 2
Bxlia
D 2
N
N
T ti
i 1
1
Bxlia
D 2
NBplia
D 2
T
N
2 p Dl
l
Ia 2a
D 2
pN
2a
I
a
T GTIa
式中， Bp用每极总磁通Φ表示， Bp=Φ/(τl), 其中τ为极距， τ=πD/(2p), l为电枢铁心长； 导体电流ia用电枢总电流Ia表示， ia=Ia/(2a), 其中a为并联支路对数
由于机电时间常数表示了电机过渡过程 时间的长短， 反映了电机转速追随信号 变化的快慢程度， 所以是伺服电动机一 项重要的动态性能指标。 一般直流伺服 电动机的机电时间常数大约在十几毫秒 到几十毫秒之间。 快速低惯量直流伺服 电动机的机电时间常数通常在10 ms以下， 其中空心杯电枢永磁直流伺服电动机的 机电时间常数可小到 2-3 ms。
直流伺服电动机
结构与分类 工作原理 控制方式 运行特性 动态特性
结构与分类
直流伺服电机本质是它励直流电机 传统型
永磁（SY）、电磁式（SZ） 低惯量
1、盘型电枢直流伺服电动机 2、空心杯点枢直流伺服电动机（SYK） 3、无槽电枢直流伺服电动机(SWC)
盘型电枢直流伺服电动机
空心杯点枢直流伺服电动机
直流电动机的反电势和电压平衡方程式
电枢导体切割磁通，产生感应电势的情形完全一样。
所以电动机电刷两端感应电势Ea的公式也相同， 即
Ea=CeΦn
式中， n为电枢转速； Φ为每极总磁通。
Ua=Ea+IaRa 上式称为直流电动机的电压平衡方 程式。 它表示外加电压与反电势 及电枢内阻压降相平衡。 或者说， 外加电压一部分用来抵消反电势， 一部分消耗在电枢内阻压降上。
Ke '
)
1
0 (1 em
)
2
60Ke
ua
me
d2 dt 2
m
d dt
U
a
(s)
Ua s
直流伺服电机的时间常数
(t)
Ua
1
(1 em
Ke '
)
1
0 (1 em
)
2 Ua
m
2 Ra J
60Ke Kt
J
60 Ua Ra
Ke Kt
J
0 Tk
m
2 JRa
60CeCT 2
直流伺服电机的时间常数
m
2 Ra J