直流伺服电机理论

伺服电机的基础知识

伺服电机是机电能量转换装置。换句话说，伺服电机是一种旋转执行器或线性执行器，用于精确控制线性或角位置、速度和加速度。

伺服电机由电动机和用于位置反馈的传感器组成。伺服电机在反馈控制系统中用作输出执行器。因此，伺服电机也称为**控制电机**。

伺服电机不用于连续能量转换。伺服电机的额定功率从几分之一瓦到几百瓦不等。伺服电机转子惯性低，因此响应速度快。

实际上，伺服电机的转子设计成较长的转子长度和较小的直径。与相同额定功率的传统电机相比，伺服电机尺寸较大。伺服电机通常在非常低的转速下运行，有时甚至为零转速。

伺服电机的应用

伺服电机广泛应用于：

  • 雷达和通信设备
  • 计算机
  • 机器人和其他自动化系统
  • 机床
  • 流水线制造
  • 制药和食品服务
  • 遥控玩具车
  • 跟踪和制导系统
  • 过程控制器等。

伺服电机的类型

伺服电机主要分为两种：

  • 直流伺服电机
  • 交流伺服电机（两相和三相）

直流伺服电机理论

直流伺服电机既可以是单独励磁直流电机，也可以是永磁直流电机。图1显示了单独励磁直流伺服电机的原理图。直流伺服电机的电枢具有较大的电阻，因此转矩-速度特性是线性的，并且具有较大的负斜率，即转矩随着电机速度的增加而减小（见图2）。

直流伺服电机的转矩-速度特性的负斜率为伺服驱动系统提供了粘性阻尼。直流伺服电机的速度可以通过改变电枢电压来控制。

此外，在直流伺服电机中，电枢磁动势和励磁磁动势正交（见图3）。这使得直流伺服电机的转矩响应速度很快，因为转矩和磁通解耦。因此，电枢电压或电流的阶跃变化会迅速改变转子的位置或速度。直流伺服电机的额定功率可以从几瓦到几百瓦不等。

重要提示 – 工业中使用的大多数大功率伺服电机都是直流伺服电机。

更新于：2021年9月24日

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