伺服電機論文

伺服電動機結(jié)構(gòu)、控制原理及應(yīng)用摘要：隨著自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是高性能永磁材料的問世，電動機制造技術(shù)水平得到了極大的提高，也為特種電動機的制造、控制和應(yīng)用提出了更高的要求，提供了更廣闊的發(fā)展空間。特種電機是電機中的一類主要是指因為使用環(huán)境和制作工業(yè)的特殊而區(qū)別通用電機的名稱。隨著工業(yè)化發(fā)展以及自動化技術(shù)提高特種電機的使用范圍越來廣泛種類越來越多。是以一類新型特種電機（步進電動機、自整角機、直線電動機、超聲波電動機等等之類的）為例，綜述其原理，結(jié)構(gòu)，性能，應(yīng)用以及研究熱點。本次設(shè)計既有理論論述，又有實際工程應(yīng)用介紹，具有全面性、系統(tǒng)性、實用性、可讀性的特點，避免繁瑣的數(shù)學(xué)運算和高深的理論，從實際出發(fā)，深入淺出，涉及的范圍廣，內(nèi)容豐富，特別是有具體的實例介紹，對于學(xué)習(xí)特種電動機應(yīng)用具有重要的參考價值。關(guān)鍵詞：伺服電動機課題背景電動機是被廣泛使用的一種動力機械，它是依據(jù)電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為機械能的旋轉(zhuǎn)動力裝置。由于我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中使用的電動機種類和數(shù)量日益增加，且性能各異，因此，必須熟悉各類電動機和負載機械設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)、性能及用途等，使其能安全、高效、經(jīng)濟地去拖動各種負載機械設(shè)備。第1節(jié)電動機的分類電動機有多種分類方法，我國習(xí)慣按機座號（軸中心高）或功率大小來分類，通常將各類電動機劃分為大、中、小、微四種，其中微型電動機按用途又分為驅(qū)動用和控制用兩大類。每一種電動機又按它們工作原理、結(jié)構(gòu)特征、性能、用途等的不同，劃分為單、三相異步電動機、同步電動機和直流電動機幾大類。例如中小型異步電動機的功率范圍從0.55-1400kW（4極），其中0.55—250kW為小型異步電動機，250kW及以上則為中型異步電動機。電動機的分類如表1—1所示。還可按其外殼防護型式、通風冷卻方式、結(jié)構(gòu)和安裝型式、使用環(huán)境條件，以及性能、用途、勵磁方式和工作制等特征進行分類。伺服電動機的認知伺服電動機是一種具有服從控制信號要求進行動作動能的執(zhí)行器，無信號時靜止，有信號時即運行，因此有“伺服”性而得名。伺服電動機的作用是

在自動控制系統(tǒng)中進行將接收的控制信號轉(zhuǎn)換為軸的角位移或角速度輸出。伺服電動機在控制系統(tǒng)中一般用作執(zhí)行元件。根據(jù)被控對象的不同，由伺服電動機組成的伺服系統(tǒng)一般有三種基本控制方式，即位置控制、速度控制和力矩控制，通常位置和速度控制用得較多。直流伺服電動機的機械特性和調(diào)節(jié)特性1)機械特性機械特性是指在控制電樞電壓保持不變的情況下，直流流伺服電動機的轉(zhuǎn)速n隨轉(zhuǎn)矩變化的關(guān)系。當電樞電壓為常值時：r?=Ti()-為?。核街校罕?泊’k5當轉(zhuǎn)矩為零時，電機的轉(zhuǎn)速僅與電樞電壓有關(guān)，此時的轉(zhuǎn)速為直流伺服電動機的理想空載轉(zhuǎn)速，理想空載轉(zhuǎn)速與電樞電壓成正比，即：u

n=Tin=—0住當轉(zhuǎn)速為零時，電機的轉(zhuǎn)矩僅與電樞電壓有關(guān)，此時的轉(zhuǎn)矩稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與電樞電壓成正比，即：給定不同的電樞電壓得到的直流伺服電動機的機械特性不同電當控制速n降Ui<U2<Us樞電壓下的機械特性曲線為一組平行線，其斜率為-k不同電當控制速n降Ui<U2<Us樞電壓下的機械特性曲線為一組平行線，其斜率為-k。電壓一定低。，不同的負載轉(zhuǎn)矩對應(yīng)不同的機械轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)矩T增大時，轉(zhuǎn)2)調(diào)節(jié)特性直流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性是指負載轉(zhuǎn)矩恒定時，電機轉(zhuǎn)速與電樞電壓的系。n調(diào)節(jié)特性與橫軸的交點所對應(yīng)的電壓值為始動電壓，只有當控制電壓大于始動電壓，電動機才會轉(zhuǎn)動。負載轉(zhuǎn)矩tl不同時，始動電壓也不同，Tl越大，始動電壓越高，死區(qū)越大，伺服電動機越不靈敏，所以伺服電動機不可帶太大的負載。直流伺服電動機應(yīng)用直流伺服電動機在國防現(xiàn)代化和工業(yè)自動化中得到廣泛應(yīng)用，下面列舉幾個在工業(yè)自動化中的易用實例。（1）機床用直流伺服電動機的數(shù)字控制裝置。機床用直流伺服電動機的數(shù)字控制裝置選用低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩直流伺服電動機直接驅(qū)動滾珠絲杠，用解算器做反饋裝置，已達到數(shù)控的目的?？偨Y(jié)通過本課題的學(xué)習(xí)我們需掌握直流電動機的工作原理；直流電動機的使用以及直流伺服電動機及其控制方法；直流伺服電動機的穩(wěn)態(tài)特性；直流伺服電動機在過渡過程中的工作狀態(tài)。伺服電動機分為兩大類，交流伺服要好一些，因為是正弦波控制，轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單，便宜。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護，產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求；因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場所。近年來，中國從制造業(yè)大國正向制造業(yè)強國發(fā)展，伺服電機之中國由于國家對制造裝備及其技術(shù)改造工作的重視，隨著全數(shù)字式交流永磁伺服系統(tǒng)的性能價格的提高，交流伺服電機作為控制電機類高檔精密部件，其市場需求將穩(wěn)步增長。了解步進電動機的工作原理和基本特點：步進電動機工作時，每相繞組由專門驅(qū)動電源通過“環(huán)形分配器”按一定規(guī)律輪流通電。例如一個按三相雙三拍運行的環(huán)形分配器輸入是一路，輸出有A、B、C三路。若開始是A、B這兩路有電壓，輸入一個控