( s) Kt 2 U a ( s) La Js ( La B Ra J ) s Ra B K e Kt
令： Ta La Ra
Ra J Tm Ke Kt J T B
电动机电磁时间常数 电动机机电时间常数 机械系统时间常数
则直流伺服电动机的传递函数可变为：
( s) 1/ Ke U a ( s) T T s 2 ( TaTm T ) s ( Tm 1) a m m T T
（6）倍频式H型单极性开关放大器
3.PWM放大器中的一些特殊问题
1. 功率管选择
2. 功率管的保护
3. 功率管的开通延时
4. 功率管的泵升电压
3.3.3 晶闸管驱动
（3）H型单极性开关放大器 控制方式是：VT1，VT2基极加相位反相的脉宽调 制型号，VT3加截止信号，VT4加导通信号。
（4）H型有限单极性开关放大器 控制方式是：VT1基极加脉宽调制型号， VT2 、VT3 加截止信号，VT4加导通信号。
（5）H型双极性开关放大器
ub1 ub 4 ub 2 ub3 ub1
§3.2.1 工作原理
电刷
+
U –
换向片
N
S
直流电源
电刷
换向器
线圈
§3.2.2
静态和动态特性
Tem Kt ia d J Tem Td dt ea K e dia ua Raia La ea dt
静态时可得直流伺服电动机的转速公式为：
ua Ra Tem K e K e Kt
如果忽略电枢及粘性阻尼系数，直流伺服电动机的传 递函数可近似为：
( s ) 1/ K e U a ( s ) Tm s 1
类似的可得到阻转矩与电机转速的传递函数为：
( s) La s Ra Td ( s) La Js 2 ( La B Ra J )s Ra B Ke Kt
理想空载转速
t u b a 机械特性硬度
Ra tan Tb Ke Kt
0
直流伺服电机的动态特性方程
dia (t ) ua (t ) Raia (t ) La ea (t ) dt ea (t ) K e (t )
Tem (t ) K t ia (t ) d ( t ) Tem (t ) J B (t ) Td (t ) dt
Lapalace变换
U a ( s ) Ra I a ( s ) La sI ( s ) Ea ( s ) E a ( s ) K e ( s ) Tem ( s ) Kt I a ( s ) Tem ( s ) J ( s ) B( s ) Td ( s )
（1）设计良好的机械系统，以减小等效转动惯量J；
（2）电机供电电源内阻尽可能小，降低电枢回路内阻 Ra； （3）附加加速度负反馈，加大等效反电动势系数Ke；
3.3 直流电动机驱动电路
直流电动机的驱动电路是用于放大控制信号并向电动 机提供必要能量的电子装置。
3.3.1
线性直流功率放大器
特点： 线性直流功率放大器是指放大器中的功率元 件工作于线性状态的放大器，其输出电压或电流同控

D

Ts

u p ui 2u p
1 ui (1 ) 2 up
(1 ui ) up 2 nt cos Ts
ui 4U s U m (t ) U s sin n 2 u p n 1 n
2
2.PWM功率放大器 （1）T型单极性开关放大器
（2）T型双极性开关放大器
第3章
电动机转矩转速控制
§3.2 直流步电动机原理与特性
一. 直流电机(DC Machines)概述
直流电机是电机的主要类型之一。直流电机可
作为发电机使用，也可作为电动机使用。
用作发电机可以获得直流电源，用作电动机，
由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求 较高的场合，得到广泛使用。 直流电机的用途:作电源用:发电机；作动力用: 电动机；信号的传递:测速发电机,伺服电机
制信号成比例关系。
优点：线路相对简单，电磁干扰比较小。
缺点：效率很低。
一般用于控制小功率的电动机或电磁干扰较小的 系统中。
1、单极性功率放大器
2、
双极性功率放大器
3.3.2 线性直流功率放大器
1.脉宽调制原理
4U s 2 nt U m (t ) (2 D 1)U s ` sin n D cos Ts n 1 n
代入时间常数可得：
( s) 1 La s Ra Td ( s) Ke Kt T T s 2 ( TaTm T )s ( Tm 1) a m m T T
类似简化可得：
( s) Ra 1 Td ( s ) K e Kt Tm s 1
要加快系统响应速度，展宽系统频带，必须设法减小Tm。