第 1 章 直流伺服电动机
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直流电机在一定的电磁转矩M（或负载转矩） 下电机的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变 化而变化的规律，被称为直流电机的调节 特性。
直流电机的调节特性曲线 12
斜率K反映了电机转速n随控制电压Ua的变 化而变化快慢的关系，其值大小与负载大 小无关，仅取决于电机本身的结构和技术 参数。 3.动态特性 从原来的稳定状态到新的稳定状态，存在 一个过渡过程，这就是直流电机的动态特 性。
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1.4直流伺服电动机的拖动
1.直流电动机的启动
电动机从静止状态过渡到稳速的过程叫启动 过程。电机的启动性能有以下几点要求： 1）启动时电磁转矩要大，以利于克服启动时 阻转矩。 2）启动时电枢电流要尽可能的小。 3）电动机有较小的转动惯量和在加速过程中 保持足够大的电磁转矩，以利于缩短启动时间。 直流电动机采用电枢回路串电阻或降压启动。
22
喷绘机中的电机从功能上分为3类：墨泵电机，送布 电机和小车板电机。 目前喷绘机的送布电机和小车板电机从电机类型上分 为步进电机和伺服电机，伺服电机又分为直流有刷电 机和交流无刷电机。 步进电机在低速时扭矩大，但步进电机的机构决定了 步进电机无法支持600RPM以上的速度，另外，由于步 进电机在停机时定位时的缺陷会造成走位误差，已经 无法满足现在喷绘机高速高效的要求。
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电枢连续旋转，导体ab,cd中电流的方向不断 变化，交替在N极和S极下受电磁力作用，从 而使得电动机按一定的方向连续旋转。换向 器，使电刷通过换向片只与处于一定极性下 的导体相连接，从而使导体中的电流方向发 生变化。
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1.2直流伺服电动机的类型
直流伺服电动机有传统式结构和低惯量型两大类 传统式直流伺服电动机的结构形式和普通直流电 动机基本相同。按励磁方式可分为永磁式和电磁 式两种。
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1.1 直流伺服电动机的工作原理和结构
1.直流伺服电动机的结构
定子：定子铁心、励磁绕组、 机壳、端盖、电刷
转子：电枢绕组、换向器、 电枢铁心、转轴
4
直 流 电 机 定 子 结 构
5
直 流 电 机 转 子 结 构
6
2.直来自百度文库伺服电动机的工作原理
导体ab,cd中通入图中所示 方向的电流，根据电磁力定 律，可以判断载流导体ab, cd在磁场中受力方向，形成 逆时针方向电磁力矩，线圈 逆时针旋转。当线圈转动 180度，导体cd处于N极下， 电流由c 到d，S极下导体电流 由b到a，导体受力仍然是逆时 针方向。
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由于伺服电机响应快，速度高，并且定位精度高 的特点，现在喷绘机普遍选用这一类电机作为送 布电机和小车板控制电机。届于成本的压力，目 前在中低速喷绘机上的主流电机为低压直流伺服 电机，配套的控制器分别有模拟伺服驱动器和全 数字伺服驱动器。模拟伺服驱动器以深圳雷赛科 技的DB810A为代表，全数字伺服驱动器厂商国 内主要由上海哲佑P系统和深圳雷赛的DCS810系 列为代表。由于模拟电路在使用中的漂移性， 从而使得模拟伺服驱动器不太适合高速定位的应用。
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2.直流电动机的调速
由
可知直流电动机的调速可以有： 1）改变电枢电源电压 2）在电枢回路中串调节电阻 3）改变磁通，即改变励磁回路的调节电阻Rf 以改变励磁电流。 改变电动机的电压、磁通、电枢回路总电阻时， 对应的机械特性为（如图）
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3.改变直流电动机转向的方法
改变电动机的转向，就必须改变电磁转矩的 方向。根据左手定则可知，改变电磁转矩的 方向有两种方法： 1）改变磁通的方向 2）改变电流的方向 注意：磁通和电流的方向只能改变一个。 4.使用中必须注意的问题 1）启动时要使励磁磁通最大 2）切勿使励磁回路断开
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3.运动控制板卡和打印软件： 3.1运动控制板卡 KONICA256控制系统，包括伺服控制卡、喷头 控制板、供墨系统板，主控板为USB接口。 3.2喷绘软件－蒙泰喷绘软件 可接受PostScript文件、TIFF、JPG、EPS图形文 件；直接打印输出，速度快捷，自动大幅分 块输出。 3.3、送布电机和小车板电机
常用的低惯量型直流伺服电动机有以下几种: 1)盘形电枢直流伺服电动机。 2)空心杯形电枢永磁式直疏伺服电动机。 3)无槽电枢直流伺服电动机。
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1.3直流伺服电动机的基本特性
1.机械特性
在输入的电枢电压Ua保持不变时，电机的转速n随电 磁转矩M变化而变化的规律，称直流电机的机械特性。
直流电机的机械特性曲线
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2.喷绘机系统设计：
19
2.1运动控制系统：KONICA256控制系统，包 括伺服控制卡、喷头控制板、供墨系统板
2.2主轴系统：全数字直流伺服驱动器 （PH100DC），主轴电机（PM100DC-
100W）； 2.3送布系统：全数字直流伺服驱动器
（PH100DC），送布轴电机（PM100DC100W） 2.4喷头：KONICA256
第1章
直流伺服电动机
组员分工
工作原理、结构：刘海峰 种类：兰鹏 机械特性：茅春磊 调节特性、动态特性：王振华 启动：季明敏 调速：陈泉 改变转向：张旋 应用案例：李金鑫 PPT制作：司崇浩、卞文硕
组长：卞文硕
2
第1章 直流伺服电动机
1.1 直流伺服电动机的工作原理和结构 1.2直流伺服电动机的类型 1.3直流伺服电动机的基本特性 1.4直流伺服电动机的拖动 1.5直流伺服电动机的应用案例
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K值大表示电磁转矩的变化引起电机转速的 变化大，这种情况称直流电机的机械特性 软；反之，斜率K值小，电机的机械特性硬。 在直流伺服系统中，总是希望电机的机械 特性硬一些，这样，当带动的负载变化时， 引起的电机转速变化小，有利于提高重流 电机的速度稳定性和工件的加工精度。 功 耗增大。
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2、调节特性
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1.5直流伺服电动机的应用案例
直流电动机具有良好的起动性能和调速性 因此，广泛地用于驱动轧钢机、金属切削机 床、起重设备和电气机车中，它尤其适用于 高精度、高性能地电力拖动系统。下面以喷 绘机为例： 1.大幅面喷绘机的电机描述： 墨泵电机：控制喷头散喷； 送布电机：形成自 动送布系统； 主轴电机：控制小车板的行程和 位置
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直流电机的调节特性曲线 12
斜率K反映了电机转速n随控制电压Ua的变 化而变化快慢的关系，其值大小与负载大 小无关，仅取决于电机本身的结构和技术 参数。 3.动态特性 从原来的稳定状态到新的稳定状态，存在 一个过渡过程，这就是直流电机的动态特 性。
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1.4直流伺服电动机的拖动
1.直流电动机的启动
电动机从静止状态过渡到稳速的过程叫启动 过程。电机的启动性能有以下几点要求： 1）启动时电磁转矩要大，以利于克服启动时 阻转矩。 2）启动时电枢电流要尽可能的小。 3）电动机有较小的转动惯量和在加速过程中 保持足够大的电磁转矩，以利于缩短启动时间。 直流电动机采用电枢回路串电阻或降压启动。
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喷绘机中的电机从功能上分为3类：墨泵电机，送布 电机和小车板电机。 目前喷绘机的送布电机和小车板电机从电机类型上分 为步进电机和伺服电机，伺服电机又分为直流有刷电 机和交流无刷电机。 步进电机在低速时扭矩大，但步进电机的机构决定了 步进电机无法支持600RPM以上的速度，另外，由于步 进电机在停机时定位时的缺陷会造成走位误差，已经 无法满足现在喷绘机高速高效的要求。
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电枢连续旋转，导体ab,cd中电流的方向不断 变化，交替在N极和S极下受电磁力作用，从 而使得电动机按一定的方向连续旋转。换向 器，使电刷通过换向片只与处于一定极性下 的导体相连接，从而使导体中的电流方向发 生变化。
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1.2直流伺服电动机的类型
直流伺服电动机有传统式结构和低惯量型两大类 传统式直流伺服电动机的结构形式和普通直流电 动机基本相同。按励磁方式可分为永磁式和电磁 式两种。
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1.1 直流伺服电动机的工作原理和结构
1.直流伺服电动机的结构
定子：定子铁心、励磁绕组、 机壳、端盖、电刷
转子：电枢绕组、换向器、 电枢铁心、转轴
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直 流 电 机 定 子 结 构
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直 流 电 机 转 子 结 构
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2.直来自百度文库伺服电动机的工作原理
导体ab,cd中通入图中所示 方向的电流，根据电磁力定 律，可以判断载流导体ab, cd在磁场中受力方向，形成 逆时针方向电磁力矩，线圈 逆时针旋转。当线圈转动 180度，导体cd处于N极下， 电流由c 到d，S极下导体电流 由b到a，导体受力仍然是逆时 针方向。
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由于伺服电机响应快，速度高，并且定位精度高 的特点，现在喷绘机普遍选用这一类电机作为送 布电机和小车板控制电机。届于成本的压力，目 前在中低速喷绘机上的主流电机为低压直流伺服 电机，配套的控制器分别有模拟伺服驱动器和全 数字伺服驱动器。模拟伺服驱动器以深圳雷赛科 技的DB810A为代表，全数字伺服驱动器厂商国 内主要由上海哲佑P系统和深圳雷赛的DCS810系 列为代表。由于模拟电路在使用中的漂移性， 从而使得模拟伺服驱动器不太适合高速定位的应用。
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2.直流电动机的调速
由
可知直流电动机的调速可以有： 1）改变电枢电源电压 2）在电枢回路中串调节电阻 3）改变磁通，即改变励磁回路的调节电阻Rf 以改变励磁电流。 改变电动机的电压、磁通、电枢回路总电阻时， 对应的机械特性为（如图）
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3.改变直流电动机转向的方法
改变电动机的转向，就必须改变电磁转矩的 方向。根据左手定则可知，改变电磁转矩的 方向有两种方法： 1）改变磁通的方向 2）改变电流的方向 注意：磁通和电流的方向只能改变一个。 4.使用中必须注意的问题 1）启动时要使励磁磁通最大 2）切勿使励磁回路断开
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3.运动控制板卡和打印软件： 3.1运动控制板卡 KONICA256控制系统，包括伺服控制卡、喷头 控制板、供墨系统板，主控板为USB接口。 3.2喷绘软件－蒙泰喷绘软件 可接受PostScript文件、TIFF、JPG、EPS图形文 件；直接打印输出，速度快捷，自动大幅分 块输出。 3.3、送布电机和小车板电机
常用的低惯量型直流伺服电动机有以下几种: 1)盘形电枢直流伺服电动机。 2)空心杯形电枢永磁式直疏伺服电动机。 3)无槽电枢直流伺服电动机。
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1.3直流伺服电动机的基本特性
1.机械特性
在输入的电枢电压Ua保持不变时，电机的转速n随电 磁转矩M变化而变化的规律，称直流电机的机械特性。
直流电机的机械特性曲线
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2.喷绘机系统设计：
19
2.1运动控制系统：KONICA256控制系统，包 括伺服控制卡、喷头控制板、供墨系统板
2.2主轴系统：全数字直流伺服驱动器 （PH100DC），主轴电机（PM100DC-
100W）； 2.3送布系统：全数字直流伺服驱动器
（PH100DC），送布轴电机（PM100DC100W） 2.4喷头：KONICA256
第1章
直流伺服电动机
组员分工
工作原理、结构：刘海峰 种类：兰鹏 机械特性：茅春磊 调节特性、动态特性：王振华 启动：季明敏 调速：陈泉 改变转向：张旋 应用案例：李金鑫 PPT制作：司崇浩、卞文硕
组长：卞文硕
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第1章 直流伺服电动机
1.1 直流伺服电动机的工作原理和结构 1.2直流伺服电动机的类型 1.3直流伺服电动机的基本特性 1.4直流伺服电动机的拖动 1.5直流伺服电动机的应用案例
10
K值大表示电磁转矩的变化引起电机转速的 变化大，这种情况称直流电机的机械特性 软；反之，斜率K值小，电机的机械特性硬。 在直流伺服系统中，总是希望电机的机械 特性硬一些，这样，当带动的负载变化时， 引起的电机转速变化小，有利于提高重流 电机的速度稳定性和工件的加工精度。 功 耗增大。
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2、调节特性
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1.5直流伺服电动机的应用案例
直流电动机具有良好的起动性能和调速性 因此，广泛地用于驱动轧钢机、金属切削机 床、起重设备和电气机车中，它尤其适用于 高精度、高性能地电力拖动系统。下面以喷 绘机为例： 1.大幅面喷绘机的电机描述： 墨泵电机：控制喷头散喷； 送布电机：形成自 动送布系统； 主轴电机：控制小车板的行程和 位置
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