5.直流伺服电机工作原理及特性

任务二伺服电机的控制与应用知识技能2.直流伺服电机工作原理及特性课程设计理念直流伺服电机工作原理及特性教学分析教学目的直流伺服电机的工作原理是建立在电磁力定律基础上的，电磁力的大小与电机中的气隙磁场成正比。直流伺服电机直流伺服电机教学目标的确定通过学习要求大家掌握三个目标：知识、技能和素质目标。1.懂知识-熟悉和掌握直流伺服电机的工作原理及特性曲线；2.精技能-熟练安装和调试直流伺服电机；3.高素质-在学习中培养学习自主学习，协作学习及分析问题、解决问题的能力，培养爱岗敬业的精神，养成良好的职业素养。直流伺服电机结构与工作原理是机械工业出本社《控制电机》的第二个任务模块内容，教学内容难度适中，与之前所讲的，交流电动机联系紧密，并且是我们最后的闭环控制系统设计的基础性知识。直流伺服电机是目前自动化生产线，智能机器人，高精度数控机床等智能制造领域内使用最为广泛的一类电机，因此，在本章的学习中具有举足轻重的地位和作用。教材的重点难点重点知识直流伺服电机工作原理及工作特性。难点知识直流伺服电机工作特性曲线分析。一、直流伺服电机的工作原理一、直流伺服电机的工作原理•伺服电动机的运行特性包括机械特性和调节特性。二、伺服电机运行特性1、直流伺服电动机的机械特性（变压）1.反映转速和负载阻转矩（或电磁转矩）之间的变化规律。表征这个规律的曲线称为电动机的机械特性。UjUjUaIaEan1TemnTemUa1Ua2Ua3Ua1Ua2Ua3n01n02n03Td1Td2Td31.机械特性：em02meaemeakTnCCRTCUn其中ea0CUn为理想空载转速2meaCCRkK为机械特性直线的斜率n0、Tk、k的物理意义理想空载转速n0：n0是电磁转矩Te=0时的转速，由于电机空载时Te=T0，电机的空载转速低于理想空载转速。堵转转矩Tk：Tk是转速n=0时的电磁转矩。机械特性的斜率k：斜率k前面的负号表示直线是下倾的。斜率k的大小直接表示了电动机电磁转矩变化所引起的转速变化程度。斜率k大，转矩变化时转速变化大，机械特性软。反之，斜率k小，机械特性就硬。电枢电压对机械特性的影响n0和Tk都与电枢电压成正比，而斜率k则与电枢电压无关。对应于不同的电枢电压可以得到一组相互平行的机械特性曲线。不同控制电压时的机械特性直流伺服电动机由放大器供电时，放大器可以等效为一个电动势源与其内阻串联。内阻使直流伺服电动机的机械特性变软。2调节特性直流伺服电动机调节特性表示在一定的励磁条件下，输出转矩恒定时Tl=常值，稳态转速n与电枢控制电压Ua之间的关系n=f（Ua）。U0、U1、U2、U3分别对应电机不同负载转矩为TL0、TL1、TL2、TL3时的始动电压，负载转矩越大，电动机制动和始动电压越大。2调节特性启动电压与直线斜率的说明：以ML1为例，当UU1时，因此n始终为0，当U达到电磁转矩和总阻矩相等时，电机就达到临界状态。此时，emTeaeTCCRCUn2)(01TTICTLaTemmaLCRTU11感谢您的聆听！日期：2019.06.16