一鍵發布任務
發布成功
發布成功
贊賞金額：
支付金額：5元
支付方式：
贊賞成功！
你的贊賞是對作者最大的肯定~?
伺服電動機亦稱執行電動機，它具有一種服從控制信號的要求而動作的職能，在信號來到之前，轉子靜止不動；信號來到之后，轉子立即轉動；當信號消失，轉子能即時自行停轉。由于這種“伺服"的性能，因此而命名。
直流伺服電動機是一種特殊用途的直流電動機,也叫做執行電動機,雖然基本結構與普通的直流電動機無異,但能夠把外界輸入的電壓信號轉變為內部機械上的角位移或者角速度,因此廣泛應用于自動控制系統中。
1直流伺服電動機的控制方式
由直流伺服電動機的工作原理可知,直流伺服電動機在電壓信號和磁場的共同作用下才能工作[1],因此,可以從磁場的角度和信號控制的角度將其分類。
直流伺服電動機在磁場角度的分類有兩種:永磁式直流伺服電動機和電磁式直流伺服電動機,前者通過永久磁鐵來提供磁場,后者通過包裹的磁繞組作用產生電磁鐵從而形成磁場。
由于轉子上的電樞繞組和定子上的勵磁繞組都可由電壓信號來控制,因此,在控制方式上可將直流伺服電動機做成由電樞控制的直流伺服電動機和由磁場控制的直流伺服電動機。由電樞控制的直流伺服電動機,能夠通過改變輸入的電壓信號Ua來影響電樞繞組上電流的產生,配合定子產生的磁場即可產生力矩旋轉。由磁場控制的直流伺服電動機,通過改變電壓信號Uf來控制勵磁繞組中的磁場產生,使得接通電流的導體能夠隨信號的產生而旋轉。
在電樞控制中,特性曲線是一組平行線,控制特性的線性度高:但在磁場控制中,由于磁通和電流的關系o=f(I)是非線性的,且空載損耗要比電樞控制的空載損耗大,只適用于小功率電機的運行。因此,在自動控制系統中采用電樞控制的直流伺服電動機較多,很少采用磁場控制的直流伺服電動機。
2直流伺服電動機的運行
直流伺服電動機的內部結構包括定子、轉子、電刷和換向器等。以電樞控制的直流伺服電動機為例,假設在轉子中,導體上輸入的電壓信號Ua使導體上產生了電流Ia,由于電磁感應原理,導體在定子產生的磁場中受到了力的作用,產生了轉矩T和轉速n,電動機轉動:反之,當輸入的電壓信號Ua=0時,轉子中的導體中未產生電流Ia,因此在定子磁場的作用下沒有產生轉矩T和轉速n,電動機無法轉動。
直流伺服電動機旋轉的運行流程圖如圖1所示。
因此,在電壓信號的作用下,直流伺服電動機在輸出一定轉矩的同時,其轉速也能準確地達到輸入信號所指定的數值。
3直流伺服電動機的突出特性(以電樞控制為例)
假設電樞繞組上的控制電壓為Ua,勵磁電壓Uf為常數不變,在理想情況下,忽略電樞反應的情況,可以得到電樞控制的直流伺服電動機機械特性的表達式為:
式中,Ce為電動勢常數:CT為轉矩常數:小為每級磁通:n0為理想空載轉速:8為特性斜率,等于小2。
在控制電壓Ua不同的情況下,機械特性曲線是一組向下傾斜的平行線,當Ua的大小恒定時,轉矩T越大,轉速n越低,在理想情況下呈正比關系,如圖2所示。
在轉矩T不同的情況下,調節特性曲線同樣為一組平行線,轉速n同樣也與控制電壓Ua呈正比關系,控制電壓Ua越大,轉速n也越大,如圖3所示。
由電樞電動勢公式Ua=Ce小n0可以得到
代入到機械特性公式中可得:
通過該公式,結合機械特性曲線和調節特性曲線可得,當啟動轉矩T=0時,Ua>0時n也大于0。當啟動轉矩T=T1>0時,若Ua=U1,此時恰好,
使得轉速n恰好等于0,繼續增大Ua大于U1時轉速n>0,電機轉動。當啟動轉矩T=T2>T1時,若Ua<U2,電機將無法轉動,若Ua=U2,此時恰好,
使得電機到達啟動的臨界點,當Ua持續增大,轉速n大于0,電機開始旋轉。
由此可見,當T=0時,只要Ua>0,則n>0,當T=T1或T=T2時,只有當Ua>Ua1或Ua>Ua2時才有n>0,因此,我們把T=T'時能使
的啟動電壓Ua'稱為始動電壓,而在0~Ua'的電壓區間內稱為失靈區。因此,在結合機械特性和調節特性分析后可以得出,在保證輸出轉矩不變的情況下,要提高直流伺服電動機的伺服性,就需要減小空載轉矩,從而使啟動電壓降低。
4結語
本文通過對直流伺服電動機的簡單介紹,說明了伺服電動機能夠受電壓信號控制,通過結合機械特性和調節特性的研究,解釋了直流伺服電動機的始動電壓和失靈區。為了在自動控制系統中提高直流伺服電動機的伺服可靠性,需要降低直流伺服電動機的啟動電壓,因此要減小直流伺服電動機的空載轉矩。
關于我愛方案網
我愛方案網是一個電子方案開發供應鏈平臺，提供從找方案到研發采購的全鏈條服務。找方案，上我愛方案網!在方案超市找到合適的方案就可以直接買，沒有找到就到快包定制開發。我愛方案網積累了一大批方案商和企業開發資源，能提供標準的模塊和核心板以及定制開發服務，按要求交付PCBA、整機產品、軟件或IoT系統。更多信息，敬請訪問http://www.zhaochuanqisf.com
