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DC伺服电机的技术参数和特性参数 DC伺服电机的特性和类型

发布时间:2021-03-24 11:54
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DC伺服电机是自动控制系统中的专用DC电机,又称执行电机,它可以将输入电压信号转换成轴上的角位移和角速度等机械信号。DC伺服电机的工作原理、基本结构和内部电磁关系与通用DC电机相同。

DC伺服电机的控制电源为DC电压,分为普通DC伺服电机、盘式电枢DC伺服电机、空心杯DC伺服电机和无槽DC伺服电机。普通DC伺服电机有两种基本结构类型:永磁型和电磁型。电磁型分为单独励磁、并联励磁、串联励磁和复合励磁,永磁型可视为单独励磁型。

特点:转子直径小,轴向尺寸大;转动惯量小,所以响应时间快。但是额定扭矩小,必须和齿轮减速器配套。用于高速轻载的小型数控机床。

  1、直流伺服电动机的基本结构

图为DC伺服电机的结构,主要包括定子、转子、电刷和换向器片

  2. 直流伺服电动机的分类

(1)根据电机本身结构的不同,可分为以下几类:

改进后的DC伺服电机转子的转动惯量更小,过载能力更强,换向性能更好。

小惯性DC电机可以小化转子的转动惯量,获得佳的快速特性。

永磁DC伺服电机可以长时间工作在大过载转矩下,转动惯量大,无励磁回路损耗,可以低速运行。

无刷DC电机由同步电机和逆变器组成,逆变器由安装在转子上的转子位置传感器控制。

(2)根据DC电机对励磁绕组的不同励磁方式,可分为四种类型:单独励磁型、并联励磁型、串联励磁型和复合励磁型。

  直流伺服电动机的特点种类

DC伺服电机的结构与一般的DC电机相同,但为了减小转动惯量而做成细长形。它的励磁绕组和电枢由两个独立的电源供电。还有永磁体,就是磁极是永磁体。一般采用电枢控制,即励磁电压f恒定,建立的磁通也是恒定值,控制电压Uc施加在电枢上,其接线图如下图所示。

DC伺服电机通常用于功率稍高的系统,其输出功率一般为1 W-600 W.

DC伺服电机分为以下几类:

通用DC伺服电机

无槽电枢DC伺服电机

空心杯电枢DC伺服电机

印刷绕组DC伺服电机

无刷DC伺服电机

DC伺服电机的机构特性(n=f(T))与DC单独励磁电机相同,也可用下式表示:

n=Uc/KE-Ra/KE KTT

下图是DC伺服电机在不同控制电压(Uc为额定控制电压)下的机械特性曲线。

从图中可以看出,在一定的负载转矩下,当磁通量不变时,如果功率增大,

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电流。

  4.额定转速 也称高转速,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.转矩 是指电动机在短时间内可输出的转矩,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,其转矩一般可达额定转矩的5—10倍。

  7.机电时间常数τj和电磁时间常数τd

  分别反映了直流伺服电动机两个过渡过程时间的长短。τj通常小于20ms,τd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。

  (2)负载-工作周期曲线

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