任務(wù)31直流伺服電動(dòng)機(jī)原理與應(yīng)用ppt課件

1、情景三情景三 伺服電機(jī)伺服電機(jī)任務(wù)任務(wù)3-1 3-1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)原理與應(yīng)用結(jié)構(gòu)與工作原原理與應(yīng)用結(jié)構(gòu)與工作原理理知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1 1、掌握直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。、掌握直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。2 2、掌握直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理。、掌握直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理。3 3、了解直流伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。、了解直流伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。能力目標(biāo)能力目標(biāo)直流伺服電動(dòng)機(jī)的接線、操作使用直流伺服電動(dòng)機(jī)的接線、操作使用快速響應(yīng)快速響應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)定子鐵心沖片電樞沖片伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)定子有永久磁鐵；氣隙位于圓盤(pán)兩邊；圓盤(pán)上有印刷繞組或繞線式繞組；繞組

2、的徑向段為有效部分，電流沿徑向流過(guò)圓盤(pán)；電樞繞組有效部分的裸導(dǎo)體表面兼作換向器。伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)繞組伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)1-內(nèi)定子， 2-外定子， 3-空心杯電樞， 4-電刷，5-換向器45321外定子為磁鋼，內(nèi)定子為軟磁材料，或反之；非磁性空心杯電樞上可為印刷繞組，也可為繞線式繞組；空心杯直接裝在電機(jī)軸上，在內(nèi)、外定子間的氣隙中旋轉(zhuǎn)國(guó)產(chǎn)型號(hào)：SYK伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)NS電樞鐵心上無(wú)槽，電樞繞組直接排列在鐵心表面，再用環(huán)氧樹(shù)脂將它與電樞鐵心固化為一個(gè)整體；定子磁極為電磁或永磁式；國(guó)產(chǎn)型號(hào)：SWC。伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和

3、伺服系統(tǒng)2teeaeaCCTRCUn直流伺服電動(dòng)機(jī)有兩種基本控制方式：電樞控制 改變電樞電壓來(lái)控制轉(zhuǎn)速，適用于電勵(lì)磁和永磁勵(lì)磁直流伺服電動(dòng)機(jī)。磁極控制 調(diào)節(jié)磁通來(lái)控制轉(zhuǎn)速，僅適用于電勵(lì)磁直流伺服電動(dòng)機(jī)。但因停轉(zhuǎn)時(shí)電樞電流大，磁極繞組匝數(shù)多、電感大，時(shí)間常數(shù)大等缺點(diǎn)，很少采用。 本課程只介紹直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞控制。伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)acacRIEU不考慮電機(jī)磁路飽和，并忽略負(fù)載時(shí)電樞反應(yīng)的影響，則勵(lì)磁磁通正比于勵(lì)磁電壓，即：fUCcIcUnfUnKnCnapNEeea60cTctceIKICIapNT2eTeaecTKKRKUn伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)ee

4、TeaeckTnTKKRKUn0ecKUn 0理想空載轉(zhuǎn)速：堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：caTdURKT 機(jī)械特性斜率：eTakKKRTnk0tan0Tn321cccUUUUc1Uc2Uc3伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)，就表示在某一電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)電動(dòng)機(jī)的始動(dòng)電壓。從原點(diǎn)到始動(dòng)電壓點(diǎn)的一段范圍，稱(chēng)為在某一電磁轉(zhuǎn)矩值時(shí)伺服電動(dòng)機(jī)的失靈區(qū)，也稱(chēng)死區(qū)。lTeaecTKKRKUn0nUcT=0T=T1T=T2伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)acaaccedtdiLRiu電壓方程運(yùn)動(dòng)方程dtdJTTLecTcteiKiCtT)(TeeeaKKCnCe260TteeKCapNapNCK2

5、60260260MaLaRaEcIcULTJ伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)0LTdtdJiKcTTTaTacKdtdKJLdtdKJRu22TcTaaaTaKudtdKJRdtdRLKJR2222022cmemuKdtddtd2TamKJRaaeRL機(jī)電時(shí)間常數(shù)電氣時(shí)間常數(shù)當(dāng)已知各常數(shù)，就可解該方程，獲得角速度變化規(guī)律伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)v傳遞函數(shù)v對(duì)上述方程式進(jìn)行拉氏變換，用s表示拉氏算子，v則可得下列象函數(shù)方程：)()()()()()()(sEsIsLRsEsIsLRsIsUacaaacaaccaaaccsLRsEsUsI)()()()()()()(ssJsT

6、sTsTLe)()(sIKsTcTe)()()(sKsKsETea每個(gè)方程都可以用一個(gè)方塊圖表示。伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng))()(sEsUac)(sIcaasLR 1)(sTe)(sTL)(sT)(sTJs1)(s)(seK)(sEaTK)(sIc)(sTe)(sUc)()(sEsUac)(sEa方塊圖方塊圖設(shè)TL=0，則可簡(jiǎn)化為：)(sUc)()(sEsUacaasLR 1TK)(sTe)(sTL)(sTJs1)(s)(sEaeK結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖()()( )( )( )1()TaaTeaaKRsLJsTK KcaaTeRsLJssKT sUsRsL JsK K1122122ss

7、KssmemKJRKJLKTaTaTJssLRKaaT)()()(sEsUac)(sUceK)(s)(sEa12ssKmem)(s)(sUc傳遞函數(shù)：通常， ，所以近似有：me( )( )( )1cmsKT sUss設(shè)電樞外施階躍電壓Uc，其象函數(shù)為：sUsUcc)(mmcmcmcssUKsUKsKsUs11) 1(1)()(利用拉氏反變換公式：tessL1)(1可得電機(jī)角速度隨時(shí)間變化的規(guī)律為：mmttceeUKt11)(0t00.632m4m0632. 0,mt0985. 0,4mt機(jī)械時(shí)間常數(shù)定義：當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)電樞外施階躍電壓，其角速度從0上升到穩(wěn)定角速度的63.2%時(shí)所需要的時(shí)間。2602TeaeTamCCJRKKJR機(jī)械時(shí)間常數(shù)也可寫(xiě)為：stTRUKUeTamTJKJKKJRacec0T0stT0可見(jiàn)，機(jī)械特性曲線越平坦(即機(jī)械特性越