伺服电机论文

伺服电动机结构、控制原理及应用摘要：随着自动化技术、计算机技术、电力电子技术的发展，特别是高性能永磁材料的问世，电动机制造技术水平得到了极大的提高，也为特种电动机的制造、控制和应用提出了更高的要求，提供了更广阔的发展空间。特种电机是电机中的一类主要是指因为使用环境和制作工业的特殊而区别通用电机的名称。随着工业化发展以及自动化技术提高特种电机的使用范围越来广泛种类越来越多。是以一类新型特种电机（步进电动机、自整角机、直线电动机、超声波电动机等等之类的）为例，综述其原理，结构，性能，应用以及研究热点。本次设计既有理论论述，又有实际工程应用介绍，具有全面性、系统性、实用性、可读性的特点，避免繁琐的数学运算和高深的理论，从实际出发，深入浅出，涉及的范围广，内容丰富，特别是有具体的实例介绍，对于学习特种电动机应用具有重要的参考价值。关键词：伺服电动机课题背景电动机是被广泛使用的一种动力机械，它是依据电磁感应原理将电能转换为机械能的旋转动力装置。由于我国经济发展迅速，工农业生产和日常生活中使用的电动机种类和数量日益增加，且性能各异，因此，必须熟悉各类电动机和负载机械设备的类型、结构、性能及用途等，使其能安全、高效、经济地去拖动各种负载机械设备。第1节电动机的分类电动机有多种分类方法，我国习惯按机座号（轴中心高）或功率大小来分类，通常将各类电动机划分为大、中、小、微四种，其中微型电动机按用途又分为驱动用和控制用两大类。每一种电动机又按它们工作原理、结构特征、性能、用途等的不同，划分为单、三相异步电动机、同步电动机和直流电动机几大类。例如中小型异步电动机的功率范围从0.55-1400kW（4极），其中0.55—250kW为小型异步电动机，250kW及以上则为中型异步电动机。电动机的分类如表1—1所示。还可按其外壳防护型式、通风冷却方式、结构和安装型式、使用环境条件，以及性能、用途、励磁方式和工作制等特征进行分类。伺服电动机的认知伺服电动机是一种具有服从控制信号要求进行动作动能的执行器，无信号时静止，有信号时即运行，因此有“伺服”性而得名。伺服电动机的作用是

在自动控制系统中进行将接收的控制信号转换为轴的角位移或角速度输出。伺服电动机在控制系统中一般用作执行元件。根据被控对象的不同，由伺服电动机组成的伺服系统一般有三种基本控制方式，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较多。直流伺服电动机的机械特性和调节特性1)机械特性机械特性是指在控制电枢电压保持不变的情况下，直流流伺服电动机的转速n随转矩变化的关系。当电枢电压为常值时：r?=Ti()-为丁：他式中：必=泊’k5当转矩为零时，电机的转速仅与电枢电压有关，此时的转速为直流伺服电动机的理想空载转速，理想空载转速与电枢电压成正比，即：u

n=Tin=—0住当转速为零时，电机的转矩仅与电枢电压有关，此时的转矩称为堵转转矩，堵转转矩与电枢电压成正比，即：给定不同的电枢电压得到的直流伺服电动机的机械特性不同电当控制速n降Ui<U2<Us枢电压下的机械特性曲线为一组平行线，其斜率为-k不同电当控制速n降Ui<U2<Us枢电压下的机械特性曲线为一组平行线，其斜率为-k。电压一定低。，不同的负载转矩对应不同的机械转速。转矩T增大时，转2)调节特性直流伺服电动机的调节特性是指负载转矩恒定时，电机转速与电枢电压的系。n调节特性与横轴的交点所对应的电压值为始动电压，只有当控制电压大于始动电压，电动机才会转动。负载转矩tl不同时，始动电压也不同，Tl越大，始动电压越高，死区越大，伺服电动机越不灵敏，所以伺服电动机不可带太大的负载。直流伺服电动机应用直流伺服电动机在国防现代化和工业自动化中得到广泛应用，下面列举几个在工业自动化中的易用实例。（1）机床用直流伺服电动机的数字控制装置。机床用直流伺服电动机的数字控制装置选用低转速高转矩直流伺服电动机直接驱动滚珠丝杠，用解算器做反馈装置，已达到数控的目的。总结通过本课题的学习我们需掌握直流电动机的工作原理；直流电动机的使用以及直流伺服电动机及其控制方法；直流伺服电动机的稳态特性；直流伺服电动机在过渡过程中的工作状态。伺服电动机分为两大类，交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，产生电磁干扰，对环境有要求；因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场所。近年来，中国从制造业大国正向制造业强国发展，伺服电机之中国由于国家对制造装备及其技术改造工作的重视，随着全数字式交流永磁伺服系统的性能价格的提高，交流伺服电机作为控制电机类高档精密部件，其市场需求将稳步增长。了解步进电动机的工作原理和基本特点：步进电动机工作时，每相绕组由专门驱动电源通过“环形分配器”按一定规律轮流通电。例如一个按三相双三拍运行的环形分配器输入是一路，输出有A、B、C三路。若开始是A、B这两路有电压，输入一个控