直流伺服电动机及其速度控制.ppt

第5章直流伺服电动机

及其速度控制5.1直流（DC）伺服电动机概述5.2直流电力拖动控制系统的基本知识5.3直流电动机晶闸管供电的速度控制系统5.4晶体管直流脉宽（PWM）调速系统5.5脉宽调速系统实例本章结构”直流（DC）伺服电动机概述动画它的基本工作原理与普通直流他励电动机相同，不同点在于结构作了改进，以提高其控制性能。5.1.1直流伺服电动机的基本工作原理直流伺服电动机的基本工作原理直流伺服电动机的特点直流电动机将输入电功率转换成机械功率输出；电磁转矩起驱动作用；利用换向器和电刷，直流电动机将输入的直流电流逆变成导体中的交变电流。直流电动机导体中的电流与运动电势方向相反。5.1.2直流伺服电动机的基本结构磁极铁心换向磁极主磁极电刷装置机座端盖电枢铁心电枢绕组换向器转轴励磁绕组电刷刷握绝缘支架压紧力调整装置产生励磁磁场固定于机座上用于改善换向，数目等于主磁极由换向片构成，关键部分产生电动势；流过电流，产生电磁转矩磁路的一部分定子转子直流电机气隙5.1.3直流伺服电动机的分类根据电机励磁方式分类1）他励：直流电机的励磁电流由其它直流电源单独供给。他励直流发电机的电枢电流和负载电流相同，即：2）并励：电动机的励磁绕组与电枢绕组并联。且满足3）串励：励磁绕组与电枢绕组串联。满足I=Ia+If-+UI=Ia=If4）复励：并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕组，一个与电枢绕组串联，一个与电枢绕组并联。根据转速的高低分类高速直流伺服电动机；小惯量无槽电枢直流伺服电动机；空心杯电枢直流伺服电动机。低速大扭矩宽调速电动机。5.1.4永磁直流伺服电动机logo永磁直流伺服电动机基本结构永磁直流伺服电动机特点3.永磁直流伺服电动机基本方程1）电动机转矩平衡方程式；T=CMΦITs=To+TLT=Ts在稳态运行时，电动机的电磁转矩和电动机上的总阻转矩相互平衡。2）电动机的电压平衡方程式；E=CeΦnU=E+IRa外加电压与反电势及电枢内阻压降平衡。3）电动机转速与转矩的关系。U-CeΦnI=RaURan=-TCeΦCeCMΦ2电动机的机械特性，描述了电动机的转速与转矩之间的关系。5.1.5对直流伺服电动机的要求及选用直流电动机的额定值额定条件下电机所能提供的功率指电刷间输出的额定电功率发电机指轴上输出的机械功率电动机发电机：是指输出额定电压；电动机：是指输入额定电压。在额定工况下，电机出线端的平均电压在额定电压下，运行于额定功率时对应的电流在额定电压、额定电流下，运行于额定功率时对应的转速.对应于额定电压、额定电流、额定转速及额定功率时的励磁电流1对直流伺服电动机的要求2直流伺服电动机的选用3负载功率4负载转矩ML=∑MR+MMC+Ma5.2直流电力拖动控制系统的基本知识5.2.1电力拖动系统的组成电源自动控制装置电动机执行机构负载5.2.2他励直流电动机的启动降低电源电压和电枢回路串电阻1.他励直流电动机的启动方法T=CMΦIstUN–EaUNIst==RaRa01n02T03004n005TN06nN07自然特性2.降压启动电枢电压串电阻启动5.2.3他励直流电动机的机械特性5.2.4他励直流电动机的人为特性电枢回路串电阻时的人为机械特性特点：n0不变；斜率?随电阻增大成正比增大，形成一组过n0的放射直线。改变电枢电源电压时的人为机械特性特点：斜率?不变，各特性互相平行；n0与U成正比。减少气隙磁通量的人为机械特性特点：Φ减少时，n0增大；机械特性是一组直线，Φ减少时，特性上移且变软。Φ减少时，β增大；03040501025.2.7电力拖动控制系统的主要技术指标性能指标三个方面：（1）调速；（2）稳速；（3）加减速。05040203