2.直流伺服电机的结构
• 直流伺服电动机在原理上与普通的直流电 动机并无区别，但是由于伺服电机工作特 点的要求，在具体实现上结构有些区别。
2.1 普通的电磁式直流伺服电动机 有磁极，结构较复杂但控制方便，灵活， 既可电枢控制，也可采用磁场控制。
2.直流伺服电机的结构
2.2永磁式直流伺服电动机 只能进行电枢控制，但是结构较简单，体积
3.2 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。
3.直流伺服电动机的工作特性
1.2 直流伺服电机的分类
直流电机按其励磁方式分为永磁式、励磁式(他励、并励、串励、复励)、混合式 (励磁和永磁合成)三种；按电枢结构分为有槽、无槽、印刷绕组、空心杯形等； 按输出量分为位置、速度、转矩(或力)三种控制系统；按运动模式分为增量式和
连续式；按性能特点及用途不同又有不同品种。
1.工作原理
• 直流伺服电机的调速
由直流电机的基本原理分析得到： n=(u－IaRa)/Ceφ 式中：n──电枢的转速，r/min；
u──电枢电压； Ia ──电枢电流； Ra──电枢电阻； 由此可知，调节电机的转速有三种方法：
• (1)改变电枢电压u 。调速范围较大，直流伺服电机常用此方法调速； • (2)变磁通量φ。改变激磁回路的电阻Rf以改变激磁电流If，可以达到改变
小、出力大、效率高。
2.直流伺服电机的结构
2.3 线绕盘式直流伺服电动机 电枢无铁心，没有磁饱和效应和齿槽效应， 换向性能好，时间常数小，快速响应性能 好。
2.直流伺服电机的结构
2.4 印制绕组直流伺服电动机 电枢无铁心，没有磁饱和
效应和齿槽效应，换向性能 好，时间常数小，快速响应 性能好
2.直流伺服电机的结构
直流伺服电动机
1.直流伺服电动机的工作原理 2.直流伺服电动机的结构特点 3.直流伺服电动机的工作特性 4.直流伺服电动机的应用
电气工程及其自动化0701 鹿鸣明
1.工作原理
1.1 工作原理
直流伺服电机本身就是直流电动机。直流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。
4.直流伺服电动机的应用
也许是 数控机 豆浆机？ 床 咖啡机
SMT 贴片机
岁“ 岁年 有年 今有 朝今 ”日
，
谢谢大家！
2009年11月11日
磁通量的目的；调磁调速因其调速范围较小常常作为调速的辅助方法，而主 要的调速方法是调压调速。若采用调压与调磁两种方法互相配合，可以获得 很宽的调速范围，又可充分利用电机的容量。 • (3)在电枢回路中串联调节电阻Rt(图中无表示)，此时有n=[u－Ia(Ra+Rt)]/ Ceφ 此法转速只能调低，而且电阻上的铜耗较大，办法并不经济，很少使用。
3.2 调节特性
启动电压与直线斜率的说明：
n

U Ce

Ra CeCT 2
Tem
以ML1为例，当U<U1时，
Tem CT Ia (TL1 T0 )
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，
U1

TL1Ra
Cm
3.直流伺服电动机的工作特性
关系就是一条斜率Ce φ的直线。
3.直流伺服电动机的工作特性
3.3工作特性
电磁式直流伺服电 动机工作特性
永磁式直流伺服电 动机工作特性
4.直流伺服电动机的应用
应用领域非常多。只要是要有动力源的， 而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺 服电机。如数控机床、机床、印刷设备、 包装设备、纺织设备、激光加工设备、机 器人、自动化生产线等对工艺精度、加工 效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。 一般都是用在自动化机械上，比如一些生 产流水线、包装机械、印刷机械等
3.直流伺服电动机的工作特性
3.1 机械特性
n

U
Ce

Ra
CeCT 2
Tem
n

n0

Ra
CeCT
2
Tem
n0

U
Ce
改变电枢电压进行控制时，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。而斜率k与 电枢电压无关，和电枢电阻Ra成正 比。较小的Ra有较硬的机械特性。
3.直流伺服电动机的工作特性
3.2 调节特性
启动电压与直线斜率的说明：
n

U Ce

Ra CeCT 2
Tem
以ML1为例，当U>U1时，
Tem CT Ia (TL1 T0 ) 常值
由压降IaRa为常值。这样电压
平衡方程变为：U-U1=Ea=Ce φn,此
时，若以U1为坐标原点，n与Ea的
2.5 杯型电枢直流伺服电动机 转动惯量非常小，具有较高的加速能力， 时间常数可小于1ms。
2.直流伺服电机的结构
2.6 宽调速直流伺服电动机
• 具有调速范围宽，在闭环控制中调速 比可做到1：2000以上；过载能力强， 最大转矩可为额定转矩的5到10倍； 低速转矩大，可以与负载同轴连接， 声调减速齿轮，提高传动效率等特点。 这类电机目前已广泛使用在数控机床 的进给伺服驱动、雷达天线驱动及其 它私服跟踪驱动系统中。