直流伺服电动机的技术参数与特性参数,直流伺

2019-05-28 10:50

  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。

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  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

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  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。

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  (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。

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  直流伺服电动机,通常用于功率稍大的系统中,其输出功率一般为1W-600W。

  直流伺服电动机分为以下几种:

  一般直流伺服电动机

  无槽电枢直流伺服电动机

  空心杯形电枢直流伺服电动机

  印刷绕组直流伺服电动机

  无刷直流伺服电动机

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  直流伺服电动机的机构特性(n=f(T))和直流他励电动机一样,也用下式表示:

  n=Uc/KE-Ra/KEKTT

  下图是直流伺服电动机在不同控制电压下(Uc为额定控制电压)的机械特性曲线。

  由图可见:在一定负载转矩下,当磁通不变时,如果升高电枢电压,电机的转速就升高;反之,降低电枢电压,转速就下降;当Uc=0时,电动机立即停转。要电动机反转,可改变电枢电压的极性。

  直流伺服电动机的技术参数

  1.额定功率 是指电动机轴上输出功率的额定值,即电动机在额定状态下运行时的输出功率。在额定功率下允许电动机长期连续运行而不致过热。

  2.额定电压 是指电动机在额定状态下运行时,励磁绕组和电枢控制绕组上应加的电压额定值。

  3.额定电流 是指电动机在额定电压下,驱动负载为额定功率时绕组中的电流。额定电流一般就是电动机长期连续运行所允许的最大电流。

  4.额定转速 也称最高转速,是指电动机在额定电压下,输出额定功率时的转速。直流伺服电动机的凋速范围一般在额定转速以下。

  5.额定转矩 是指电动机在额定状态下运行时的输出转矩。

  6.最大转矩 是指电动机在短时间内可输出的最大转矩,它反映了电动机的瞬时过载能力。直流伺服电动机的瞬时过载能力都比较强,其最大转矩一般可达额定转矩的510倍。

  7.机电时间常数j和电磁时间常数d

  分别反映了直流伺服电动机两个过渡过程时间的长短。j通常小于20ms,d通常小于5ms,两者之比通常大于3,因而通常可将直流伺服电动机近似地看成是一阶惯性环节。

  8.热时间常数 是指电动机绕组上升到额定温升的63.2%时所需的时间。

  9.阻尼系数 又称内阻尼系数,其倒数即为机械特性曲线的斜率。

  直流伺服电动机的特性参数

  (1)转矩-速度特性曲线 又叫工作曲线。

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  (2)负载-工作周期曲线

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