第一章直流伺服電機(jī)

1、第,1,章,直流伺服電動(dòng)機(jī),1.1,概述,1.2,直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式和運(yùn)行特性,1.3,直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性,1.4,特種直流伺服電動(dòng)機(jī),1.5,直線直流電動(dòng)機(jī),1.1,概述,1.,伺服電動(dòng)機(jī)的概念,伺服電動(dòng)機(jī)又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，其功能是把輸入的電壓信號(hào)變換成轉(zhuǎn),軸的角位移或角速度輸出。,2.,伺服電動(dòng)機(jī)的分類,普通直流伺服電動(dòng)機(jī),直流伺服電動(dòng)機(jī),低慣量直流伺服電動(dòng)機(jī),直流力矩電動(dòng)機(jī),兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī),交流伺服電動(dòng)機(jī),三相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī),無(wú)刷永磁伺服電動(dòng)機(jī),直線伺服電動(dòng)機(jī),1.1,概述,3.,控制系統(tǒng)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的基本要求,寬廣的調(diào)速范圍,機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性均為線性,無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象,

2、快速響應(yīng)。,此外，還要求伺服電動(dòng)機(jī)的控制功率小、重量輕、體積,小等。,1.2,直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式和運(yùn)行特性,1.2.1,控制方式,由,n,?,U,a,?,I,a,R,a,C,可知，改變,電樞電壓,和改變,勵(lì)磁磁通,都可以改變電動(dòng)機(jī)的,轉(zhuǎn)速。,e,?,1.,電樞控制,勵(lì)磁磁通保持不變，改變電樞繞組的,控制電壓。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變,時(shí)，升高電樞電壓，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就升,高；反之轉(zhuǎn)速就降低。電樞電壓等于,零時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)。電樞電壓改變極性,時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。,圖,1-1,電樞控制原理圖,1.2.1,控制方式,2,磁場(chǎng)控制,電樞繞組電壓保持不變，改變勵(lì)磁回路的電壓。若電,動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，當(dāng)升高勵(lì)磁

3、電壓時(shí)，勵(lì)磁電流,增加，主磁通增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速就降低；反之，轉(zhuǎn)速升,高。改變勵(lì)磁電壓的極性，電機(jī)轉(zhuǎn)向隨之改變。,盡管磁場(chǎng)控制也可達(dá)到控制轉(zhuǎn)速大小和旋轉(zhuǎn)方向的目,的，但勵(lì)磁電流和主磁通之間是非線性關(guān)系，且隨著,勵(lì)磁電壓的減小其機(jī)械特性變軟，調(diào)節(jié)特性也是非線,性的，故少用。,1.2.2,運(yùn)行特性,伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性包括,機(jī)械特性,和,調(diào)節(jié)特性,。,1.,機(jī)械特性,機(jī)械特性是指電樞電壓等于常數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的,函數(shù)關(guān)系，即,U,a,?,c,n,?,f,(,T,e,),。,把,T,U,e,?,C,t,?,I,a,代入式,n,?,a,?,I,a,R,a,得,C,e,?,n,?,U,a,T,e,R

4、,a,C,?,C,2,?,n,0,?,kT,e,e,?,C,e,n,U,t,?,a,0,?,C,，為理想空載轉(zhuǎn)速；,k,?,R,a,2,，為直線的斜率。,e,?,C,e,C,t,?,1.2.2,運(yùn)行特性,U,a,T,e,R,a,n,?,?,?,n,0,?,kT,e,2,機(jī)械特性為一直線,C,e,?,C,e,C,t,?,n,0,-,理想空載轉(zhuǎn)速,T,k,-,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,-,k,?,n,直線斜率,T,圖,1-2,直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,1.2.2,運(yùn)行特性,（,1,）,n,0,、,T,k,、,k,的物理意義,理想空載轉(zhuǎn)速,n,0,：,n,0,是電磁轉(zhuǎn)矩,T,e,=0,時(shí)的轉(zhuǎn)速，由于電機(jī)空載時(shí),T,

5、e,=,T,0,，電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速低于理想空載轉(zhuǎn)速。,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,T,k,：,T,k,是轉(zhuǎn)速,n,=0,時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。,機(jī)械特性的斜率,k,：,斜率,k,前面的負(fù)號(hào)表示直線是下傾的。,斜率,k,的,大小直接表示了電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩變化所引起的轉(zhuǎn)速變化程度。,斜率,k,大，轉(zhuǎn)矩變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化大，機(jī)械特性軟。反之，斜率,k,小，機(jī)械,特性就硬。,1.2.2,運(yùn)行特性,（,2,）電樞電壓對(duì)機(jī)械特性的影響,n,0,和,T,k,都與電樞電壓成正比，而斜率,k,則與電樞電壓無(wú)關(guān)。,對(duì)應(yīng)于不同的電樞電壓可以得到一組相互平行的機(jī)械特性曲線。,直流伺服電動(dòng)機(jī)由放大器供電時(shí)，,放大器可以等效為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)源,與其內(nèi)阻串聯(lián)。

6、內(nèi)阻使直流伺服,電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變軟。,圖,1-3,不同控制電壓時(shí)的機(jī)械特性,1.2.2,運(yùn)行特性,2.,調(diào)節(jié)特性,調(diào)節(jié)特性是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞電壓之間的函數(shù)關(guān)系，,即,T,e,?,T,s,?,T,L,?,T,0,?,c,時(shí)，,n,?,f,(,U,a,),。,由,n,?,U,a,T,e,R,a,C,?,C,2,得,e,?,C,e,t,?,n,?,U,a,C,?,T,s,R,a,C,2,?,k,1,U,a,?,A,e,?,C,e,t,?,k,?,1,1,C,e,?,為特性曲線的斜率；,A,?,T,s,R,a,C,2,為由負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩決定的常數(shù)。,e,C,t,?,1.2.2,運(yùn)行特性,

7、U,a,T,s,R,a,n,?,?,?,k,1,U,a,?,A,2,C,e,?,C,e,C,t,?,調(diào)節(jié)特性為一上翹的直線。,U,a0,始動(dòng)電壓,K,1,特性斜率,圖,1-4,直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性,1.2.2,運(yùn)行特性,（,1,）,U,a0,和,k,1,的物理意義,始動(dòng)電壓,U,a0,：,U,a0,是電動(dòng)機(jī)處在待動(dòng)而又未動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)的控制電壓。,由,n,?,U,a,T,C,?,?,s,R,a,C,2,，當(dāng),n,=0,時(shí)，便可求得,e,e,C,t,?,U,?,U,R,a,a,a0,?,C,T,s,t,?,由于,U,a0,?,T,s,，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，始動(dòng)電壓越高。而且控制電壓從,0,到,U,

8、a0,一段范圍內(nèi)，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，故把此區(qū)域稱為電動(dòng)機(jī)的,死區(qū),。,斜率,k,1,：,k,1,1,?,C,是由電機(jī)本身參數(shù)決定的常數(shù)，與負(fù)載無(wú)關(guān)。,e,?,1.2.2,運(yùn)行特性,（,2,）總阻轉(zhuǎn)矩對(duì)調(diào)節(jié)特性的影響,U,總阻轉(zhuǎn)矩,T,s,變化時(shí)，,a0,?,T,s,，斜率,k,1,保持不變。因此,對(duì)應(yīng)于不同的總阻轉(zhuǎn)矩,T,s1,、,T,s2,、,T,s3,?,，可以得到,一組相互平行的調(diào)節(jié)特性。,圖,1-5,不同負(fù)載時(shí)的調(diào)節(jié)特性,3,直流伺服電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性,當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低時(shí)，轉(zhuǎn)速就不均勻，出現(xiàn)時(shí)快、時(shí)慢，甚至?xí)簳r(shí)停一,下的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為直流伺服電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性。,（,1,）低

9、速運(yùn)轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定的原因,電樞齒槽的影響,低速時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)的平均值很小，因而電樞齒槽,效應(yīng)等引起電動(dòng)勢(shì)脈動(dòng)的影響增大，導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)比較明顯。,1.2.2,運(yùn)行特性,電刷接觸壓降的影響,低速時(shí)，控制電壓很低，電刷和,換向器之間的接觸壓降開始不穩(wěn)定，影響電樞上有效電,壓的大小，從而導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定。,電刷和換向器之間摩擦的影響,低速時(shí)，電刷和換向器,之間的摩擦轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定，造成電機(jī)本身的阻轉(zhuǎn)矩,T,0,不穩(wěn),定，因而導(dǎo)致總阻轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定。,（,2,）解決的措施,穩(wěn)速控制電路,直流力矩電動(dòng)機(jī),1.3,直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性,動(dòng)態(tài)特性是指在電樞控制條件下，在電樞繞組上加階躍電壓,時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速,n,和電

10、樞電流,i,a,隨時(shí)間變化的規(guī)律。產(chǎn)生過(guò)渡過(guò),程的原因是電機(jī)中存在,機(jī)械慣性,和,電磁慣性,。,1.3.1,過(guò)渡過(guò)程中的電機(jī)方程,電壓平衡方程式,d,i,a,L,a,?,i,a,R,a,?,e,a,?,U,a,d,t,轉(zhuǎn)矩平衡方程式,其中,e,a,?,C,e,?,n,d,?,T,(,t,),?,T,s,?,J,d,t,T,(,t,),?,C,t,?,i,a,1.3.1,過(guò)渡過(guò)程中的電機(jī)方程,由于在小功率的隨動(dòng)系統(tǒng)中，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)總是使電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩,遠(yuǎn)大于軸上的總阻轉(zhuǎn)矩。為了推導(dǎo)方便，可以先假定,T,s,?,0,，這樣,T,(,t,),?,J,d,?,d,t,。,由,?,?,2,?,n,60

11、,和,T,(,t,),?,C,t,?,i,a,可得,i,?,T,(,t,),J,d,?,2,?,J,d,C,?,?,?,?,n,a,t,?,C,t,?,d,t,60,C,t,?,dt,把,i,a,和,e,?,C,?,n,代入,L,d,i,a,1,a,e,a,d,t,?,i,a,R,a,?,e,a,?,U,a,，兩邊乘以,C,得,e,?,2,?,J,d,2,L,60,C,C,2,?,n,2,?,JR,a,d,n,U,a,a,2,?,C,2,?,?,n,?,e,t,?,d,t,60,e,C,t,?,d,t,C,e,?,?,?,?,?,m,?,m,?,e,n,0,1.3.1,過(guò)渡過(guò)程中的電機(jī)方程,令

12、,?,2,?,JR,a,L,a,m,?,?,60,C,C,2,為機(jī)電時(shí)間常數(shù)；,e,?,為電氣時(shí)間常數(shù)；,e,t,?,R,a,n,?,U,a,0,C,為理想空載轉(zhuǎn)速，則上式可化為,e,?,?,d,2,n,d,n,m,?,e,d,t,2,?,?,m,d,t,?,n,?,n,0,是轉(zhuǎn)速的二階微分方程，對(duì)已制成的電機(jī)而言,?,m,、,?,e,、,n,0,都是常數(shù)。,1.3.2,轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化規(guī)律,對(duì)于二階常系數(shù)非齊次常微分方程,?,?,d,2,n,d,n,m,e,d,t,2,?,?,m,d,t,?,n,?,n,0,進(jìn)行拉氏變換得,?,p,2,n,(,p,),?,?,pn,(,p,),?,n,(,p

13、,),?,n,0,m,?,?,e,m,p,特征方程為,?,m,?,?,2,e,p,?,?,m,p,?,1,?,0,其兩個(gè)根為,p,1,?,1,，,2,?,?,2,?,?,1,?,1,?,4,?,e,?,e,?,?,?,m,?,轉(zhuǎn)速表達(dá)式為,n,?,n,p,t,0,?,A,1,e,1,?,A,2,e,p,2,t,1.3.2,轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化規(guī)律,n,?,n,p,0,?,A,1,e,1,t,?,A,2,e,p,2,t,由初始條件，,t,?,0,時(shí)，轉(zhuǎn)速,n,?,0,，加速度,dn,dt,?,0,，故有,A,1,?,A,2,?,n,0,?,0,A,1,p,1,?,A,2,p,2,?,0,由此解得,A

14、,p,2,1,?,p,n,0,A,p,1,2,?,?,n,0,1,?,p,2,p,1,?,p,2,轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化規(guī)律為,n,?,n,n,0,0,?,2,1,?,4,?,?,?,1,?,1,?,4,?,e,/,?,m,?,e,p,1,t,?,?,1,?,1,?,4,?,e,/,?,m,?,e,p,2,t,?,e,/,?,m,用同樣的分析方法，可找出過(guò)渡過(guò)程中電樞電流隨時(shí)間的變化規(guī)律,i,a,/,R,a,a,?,U,1,?,4,?,(,e,p,2,t,?,e,p,1,t,),e,/,?,m,1.3.3,過(guò)渡過(guò)程曲線,4,?,e,?,1,?,當(dāng),4,p,1,，,?,e,?,?,m,時(shí)，由,p,1,

15、和,p,2,兩根都為負(fù)實(shí)數(shù)。,?,1,?,1,?,?,，,.,2,?,?,2,?,e,?,?,m,?,?,?,在過(guò)渡過(guò)程中，轉(zhuǎn)速和電流隨時(shí)間的變化是非周期的。,L,a,2,?,JR,a,由,和,可知，電樞電感,L,a,?,e,?,?,m,?,2,R,a,60,C,e,C,t,?,較小、,電樞電阻,J,較大,R,a,較大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,時(shí)是這種情況。,4,?,e,?,?,m,時(shí),n,、,i,a,的過(guò)渡過(guò)程,圖,1-6,在,1.3.3,過(guò)渡過(guò)程曲線,4,?,e,?,1,?,p,1,，,?,1,?,1,?,?,，,(2),當(dāng),.,2,?,?,4,?,e,?,?,m,時(shí)，由,p,1,和,p,2,兩根是共軛

16、復(fù)數(shù)。,2,?,e,?,?,m,?,?,?,在過(guò)渡過(guò)程中，轉(zhuǎn)速和電流隨時(shí)間的變化是周期性的。,L,a,2,?,JR,a,?,e,?,?,m,?,2,R,60,C,C,?,a,e,t,由,和,可知，電樞,L,a,R,a,電感,較大、,電樞電阻,較小、轉(zhuǎn)動(dòng),J,慣量,較小時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種振蕩現(xiàn)象。,圖,1-7,在,4,?,?,?,時(shí),n,、,i,的過(guò)渡過(guò)程,e,m,a,1.3.3,過(guò)渡過(guò)程曲線,當(dāng),4,?,e,?,?,m,時(shí)（多數(shù)情況滿足這一條件），,?,e,很小可以忽略不計(jì)。,于是式,?,d,2,n,d,n,m,?,e,d,t,2,?,?,m,d,t,?,n,?,n,0,可簡(jiǎn)化為一階微分方程,?

17、,d,n,m,d,t,?,n,?,n,0,其解為,n,?,n,?,0,(,1,?,e,?,t,/,m,),同樣可得,i,U,a,?,t,/,?,a,?,m,R,e,a,此時(shí)轉(zhuǎn)速,n,為按指數(shù)上升的曲線，,為按指數(shù)下降的曲線。,i,a,圖,1-8,在,4,?,e,?,?,m,時(shí),n,、,i,a,的過(guò)渡過(guò)程,1.3.3,過(guò)渡過(guò)程曲線,關(guān)于機(jī)電時(shí)間常數(shù),把,t,?,?,m,代入,n,?,n,0,(,1,?,e,?,t,/,?,m,),，可得,n,?,0,.,632,n,0,機(jī)電時(shí)間常數(shù)定義,：電機(jī)在空載狀態(tài)下，勵(lì)磁繞組加額定勵(lì)磁電壓，電,樞加階躍額定控制電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速?gòu)牧闵嚼硐肟蛰d轉(zhuǎn)速的,63.2%

18、,所需的,時(shí)間。,實(shí)用上，,?,m,被定義為轉(zhuǎn)速?gòu)牧闵娇蛰d轉(zhuǎn)速的,63.2%,所需的時(shí)間。,把,t,?,3,?,m,代入,n,?,n,0,(,1,?,e,?,t,/,?,m,),，得,n,?,0,.,95,n,0,可認(rèn)為過(guò)渡過(guò)程基本結(jié)束，所以,3,?,m,為過(guò)渡過(guò)程所需時(shí)間。,1.3.3,過(guò)渡過(guò)程曲線,?,m,與電機(jī)參數(shù)的關(guān)系,1.3.4,機(jī)電時(shí)間常數(shù),2,?,JR,a,?,m,?,60,C,e,C,t,?,2,R,a,成正比。,機(jī)電時(shí)間常數(shù)與旋轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,J,、電樞回路的電阻,機(jī)電時(shí)間常數(shù)還可以表示為,2,?,JR,a,I,aK,2,?,J,n,0,2,?,J,?,m,?,?,?,k

19、,2,60,T,K,60,60,C,e,C,t,?,I,aK,機(jī)電時(shí)間常數(shù)與機(jī)械特性的斜率,k,是正比關(guān)系，即機(jī)械特性的斜率越小，,特性越硬，機(jī)電時(shí)間常數(shù)越小，過(guò)渡過(guò)程越短；反之就越長(zhǎng)。,一般直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)大約在十幾毫秒到幾十毫秒之間。,1.4,特種直流伺服電動(dòng)機(jī),1.4.1,直流力矩電動(dòng)機(jī),直流力矩電動(dòng)機(jī)就是為滿足低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩負(fù)載的需要而設(shè)計(jì)制造的電機(jī)。,?,結(jié)構(gòu),直流力矩電動(dòng)機(jī)一般,做成圓盤狀，電樞長(zhǎng),度和直徑之比一般為,0.2,左右；永磁多極式；,槽數(shù)、換向片數(shù)和串,圖,1-9,直流力矩電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多。,1-,定子；,2-,電樞鐵心；,3-,電樞繞組；,4-,

20、槽楔；,5-,電刷；,6-,刷架,1.4.1,直流力矩電動(dòng)機(jī),為什么做成圓盤狀？,由,E,pN,60,a,?,n,?,?,?,?,?,pN,?,?,I,a,?,a,?,?,60,a,?,?,(,pN,),n,和,T,e,?,2,?,a,?,I,a,?,?,?,?,?,2,a,?,?,(,pN,),可知,在電樞電動(dòng)勢(shì),E,U,I,a,a,?,a,、每極磁通,?,和導(dǎo)體電流,i,a,?,2,a,相同的條件,下，增加導(dǎo)體數(shù),N,和極對(duì)數(shù),p,，能使轉(zhuǎn)速,n,降低，電磁轉(zhuǎn)矩,T,e,增大。,增加電樞直徑，可以使電樞槽面積變大，以便把更多的導(dǎo)體放入槽,內(nèi)。同時(shí)電樞直徑,D,a,的增加，使電機(jī)定子內(nèi)徑變大

21、，可以放置更多,的磁極。,?,特點(diǎn),電機(jī)轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)矩大，能夠長(zhǎng)期在堵轉(zhuǎn)或低速狀態(tài)下運(yùn)行；反應(yīng)速,度快、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速波動(dòng)??；機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性線性度好。,1.4.2,低慣量直流伺服電動(dòng)機(jī),1,杯形轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī),杯形轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)又稱動(dòng)圈式直流伺服電動(dòng)機(jī)。,?,結(jié)構(gòu),杯形電樞繞組是用導(dǎo)線繞在,繞線模上，然后用環(huán)氧樹脂,定形做成的。杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)外,兩側(cè)有內(nèi)外定子構(gòu)成磁路。,由于轉(zhuǎn)子內(nèi)外側(cè)都需要有足,圖,1-10,杯形轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī),夠的氣隙，所以氣隙大，磁,l-,內(nèi)磁軛；,2-,電樞繞組；,3-,永久磁鋼；,阻大，磁動(dòng)勢(shì)利用率低。,4-,機(jī)殼,(,磁軛,),；,5-,電刷；,6-,換向器,

22、1.4.2,低慣量直流伺服電動(dòng)機(jī),?,特點(diǎn),低慣量；靈敏度高，時(shí)間常數(shù)很?。ㄗ钚≡?1ms,以下）；,損耗小，效率高；,力矩波動(dòng)小，低速轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，噪音很??；,換向性能好，壽命長(zhǎng)。,杯形轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)已系列化生產(chǎn)，輸出功率從零點(diǎn)幾,瓦至,5 kW,，多用于高精度自動(dòng)控制系統(tǒng)及測(cè)量裝置等設(shè)備,中。,1.4.2,低慣量直流伺服電動(dòng)機(jī),2,印制繞組直流伺服電動(dòng)機(jī),?,結(jié)構(gòu),圖,1-11,印制繞組直流伺服電動(dòng)機(jī),l-,后軛鐵,(,端蓋,),；,2-,永久磁鋼；,3-,電刷；,4-,印制繞組；,5-,機(jī)殼；,6-,前軛鐵,(,端蓋,),轉(zhuǎn)子呈薄片圓盤狀，厚度一般為,(1.52) mm,，轉(zhuǎn)子的絕緣基片

23、是環(huán)氧玻璃,布膠板。膠合在基片兩側(cè)的銅箔用印刷電路制成雙面電樞繞組，電樞導(dǎo)體還,兼作換向片。定子由永久磁鋼和前后盤狀軛鐵組成，軛鐵兼作前后端蓋。組,成多極的磁鋼膠合在軛鐵一側(cè)，在電機(jī)中形成軸向的平面氣隙。,1.4.2,低慣量直流伺服電動(dòng)機(jī),?,性能特點(diǎn),電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；力矩波動(dòng)很小，低速運(yùn)行,穩(wěn)定；換向性能好；電樞轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，反應(yīng)快，機(jī)電時(shí)間常數(shù)一般為,(1015) ms,。,無(wú)槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī),?,結(jié)構(gòu),?,特點(diǎn),電樞鐵心是光滑、無(wú)槽的圓柱體。,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；反,電樞繞組敷設(shè)在光滑電樞鐵心表面，,應(yīng)快；低速運(yùn)行均勻；換向性,用環(huán)氧樹脂固化成型并與鐵心粘結(jié),

24、能良好。目前電機(jī)的輸出功率,在一起。氣隙尺寸比普通的直流伺,在幾十瓦,10kW,，機(jī)電時(shí)間,服電動(dòng)機(jī)大,10,倍以上。,常數(shù)為,(510) ms,。,3,1.5,直線直流電動(dòng)機(jī),直線直流電動(dòng)機(jī)把直流電壓轉(zhuǎn)換為直線位移或速度。按勵(lì)磁方式可分,為,永磁式,和,電磁式,兩大類。,1.,永磁式直線直流電動(dòng)機(jī),永磁式直線直流電動(dòng)機(jī)，按照它的結(jié)構(gòu)可分為,動(dòng)圈型,和,動(dòng)鐵型,兩種。,?,動(dòng)圈型的結(jié)構(gòu)與原理,永久磁鋼在氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)可移動(dòng)線圈中通入直流電流時(shí)，便產(chǎn)生,電磁力,F,?,B,lNI,a,方向可由左手定則確定，改,變直流電流的大小和方向，,圖,1-12,動(dòng)圈型直線永磁直流電動(dòng)機(jī)原理結(jié)構(gòu)圖,可改變電磁力的大小和方向。,1-,移動(dòng)線圈；,2-,永久磁鋼；,3-,軟鐵,1.5,直線直流電動(dòng)機(jī),?,動(dòng)圈型直線直流電機(jī)的典型實(shí)用結(jié)構(gòu),如圖為平面矩形磁鋼的直線電動(dòng),機(jī)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但線圈端部沒,有得到利用；漏磁通大，即磁鋼,未得到充分利用。,圖,1-13,矩形磁鋼動(dòng)圈型直線永磁直流電動(dòng)機(jī),1-,矩形磁鋼；,2-,軟鐵；,3-,移動(dòng)線圈,圖,1-14,環(huán)形磁鋼動(dòng)圈型直線永磁直流電動(dòng)機(jī),1-,環(huán)形磁鋼；,2-,圓筒形