直流伺服电动机是自动操控体系中具有特别用处的直流电动机,又称履行电机,它可以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。直流伺服电动机的作业原理、根本结构及内部电磁联系与一般用处的直流电动机相同。
直流伺服电动机的操控电源为直流电压,分一般直流伺服电动机、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。一般直流伺服电动机有永磁式和电磁式两种根本结构类型。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。
特色:转子直径较小、轴向尺度大;转动惯量小,因此呼应时刻快。但额外扭矩较小,一般有必要与齿轮降速设备相匹配。用于高速轻载的小型数控机床中。
1、直流伺服电动机的根本结构
图为直流伺服电动机的结构,首要包含定子、转子、电刷与换向片三个部分
2. 直流伺服电动机的分类
(1)依据电动机自身结构的不同,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,过载才能较强,且具有较好的换向功能。
小惯量直流电动机最大极限地减少了转子的转动惯量,能取得最好的快速特性。
永磁直流伺服电动机能在较大过载转矩下长时刻地作业,转动惯量较大,无励磁回路损耗,可在低速下作业。
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方位传感器操控。
(2)依据直流电动机对励磁绕组的励磁方法不同,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色品种
直流伺服电动机的结构和一般直流电动机相同,仅仅为了减小转动惯量而做得细长一些。它的励磁绕组和电枢别离由两个独立电源供电。也有永磁式的,即磁极是永久磁铁。一般选用电枢操控,便是励磁电压f必定,树立的磁通量Φ也是定值,而将操控电压Uc加在电枢上,其接线图如下图所示。
直流伺服电动机,一般用于功率稍大的体系中,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
直流伺服电动机的组织特性(n=f(T))和直流他励电动机相同,也用下式表明:
n=Uc/KE·Φ-Ra/KE·KT·Φ·T
下图是直流伺服电动机在不同操控电压下(Uc为额外操控电压)的机械特性曲线。
由图可见:在必定负载转矩下,当磁通不变时,假如升高电枢电压,电机的转速就升高;反之,下降电枢电压,转速就下降;当Uc=0时,电动机当即停转。要电动机回转,可改动电枢电压的极性。
直流伺服电动机的技术参数
1.额外功率 是指电动机轴上输出功率的额外值,即电动机在额外状态下运转时的输出功率。在额外功率下答应电动机长时刻接连运转而不致过热。
2.额外电压 是指电动机在额外状态下运转时,励磁绕组和电枢操控绕组上应加的电压额外值。
3.额外电流 是指电动机在额外电压下,驱动负载为额外功率时绕组中的电流。额外电流一般便是电动机长时刻接连运转所答应的最大电流。
4.额外转速 也称最高转速,是指电动机在额外电压下,输出额外功率时的转速。直流伺服电动机的凋速规模一般在额外转速以下。
5.额外转矩 是指电动机在额外状态下运转时的输出转矩。
6.最大转矩 是指电动机在短时刻内可输出的最大转矩,它反映了电动机的瞬时过载才能。直流伺服电动机的瞬时过载才能都比较强,其最大转矩一般可达额外转矩的5—10倍。
7.机电时刻常数τj和电磁时刻常数τd
别离反映了直流伺服电动机两个过渡进程时刻的长短。τj一般小于20ms,τd一般小于5ms,两者之比一般大于3,因此一般可将直流伺服电动机近似地看成是一阶惯性环节。
8.热时刻常数 是指电动机绕组上升到额外温升的63.2%时所需的时刻。
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 又名作业曲线。
(2)负载-作业周期曲线