直流伺服电机及其调速系统

发布日期:2022-12-13
直流伺服电机及其调速系统

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 直流伺服电机与一般直流电机的基本原理是完全相同的,如图1所示,电机转子上的载流导体(即电枢绕组)在定子磁场中,受到电磁转矩M 的作用,使电机转子旋转。电磁转矩 

 

M=KTIa(1)  

式中:Kr——电机的转矩系数(KT=CMФ);

 Ia——电机电枢电流。

电枢转动后,因导体切割磁力线而产生反电势,其值为

 

  Ea=Ken (2)

 

式中:Ke——电机的转矩系数 Ke=CeФ);

 n——电枢的转速(r/min)。

或反电势为

    Ea=Ke60/2=Ke'w(3)

 

式中,Ke'——电势系数(Ke'=60Ke/2p)

 ω——电枢的角速度(rad/s)。

作用在电枢的电压U 应等于反电势与电枢电压降之和,即  

   (4) 

 

式中,Ra--电枢电阻。

上式就是电机的电压平衡方程。由式(2)和式(4)有

 

  (5)

 

由上式可知,调节电机的转速有三种方法。

  改变电枢电压U;

  改变磁通量Φ,即改变ke的值。改变激磁回路的电阻Rj以改变激磁电流Ij,可以达到改变磁通量Φ的目的;

  在电枢回路中串联调节电阻Rj,此时,转速的计算公式变为

  (6)

调节激磁回路电阻的方法,虽然容易控制,但激磁回路的电感大,因此,电气时间常数较大,调速的快速性较差。而且激磁回路串接电阻只能使激磁电流减小,所以转速只能由额定转速向上调高。在电枢回路中串接电阻的办法,转速只能调低,而且电阻上的铜耗大,这种方法并不经济。磁通量与电枢电阻固定不变,改变电枢电压的调速方法,一般都由电枢的额定电压向下调低,使电机转速由额定转速向下调低。尽管需要附加调压设备,但是它的调速范围大,所以直流伺服电机常用这种方法调速。

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