直流伺服电机|直流伺服电机理论

正如我们所知,任何电动机可以用作伺服电机如果它由伺服机构控制。同样,如果我们控制一个直流电机通过伺服机构,它将被称为直流伺服电机。有不同的直流电机类型,这样的分流伤口直流电动机系列直流电机,单独激发直流电机,永磁直流电动机无刷直流电动机在主要分别兴奋的直流电动机中,永磁直流电动机刷少DC电机用作伺服。

直流伺服电机的类型

单独兴奋的直流伺服电机

直流伺服电机理论

用作直流伺服电机的电机通常具有用于现场绕组的单独的DC源衔接绕组。控件可以通过控制字段来存档当前的或电枢电流。现场控制具有超过电枢控制的一些特定优势,另一方面,电枢控制也与现场控制的一些特殊优势。应根据其特定应用来施加到DC伺服电机上应施加哪种控制。

让我们讨论直流伺服电机工作原理对于一个逐一的现场控制和电枢控制。

现场控制直流伺服电机理论

下图说明了一个磁场控制的直流伺服电机的原理图。在这种布置中,直流电机的励磁是放大的误差信号,电枢绕组的励磁是恒定的电流源
直流伺服电机

该磁场控制在磁化饱和曲线的膝关节点下方。在曲线的那部分,MMF线性地随着激励电流而变化。这意味着在DC电动机中产生的扭矩与低于磁化饱和曲线的膝关节点以下的场电流成比例。
磁化曲线

从一般直流电机的扭矩方程发现,扭矩tαφi一种。其中,φ是现场通量和i一种是电枢电流。但在现场控制的直流伺服电机中,电枢是由恒流源激发,因此i一种这里是恒定的。因此,Tαφ
作为该直流伺服电机的领域是通过放大误差信号激励的,电动机的扭矩可以通过放大的误差信号来控制电动机的旋转。如果恒定的电枢电流足够大,则场电流的每一小段变化会导致电机轴上的扭矩发生相应的变化。
可以通过改变场的极性来改变旋转方向。通过使用分割场直流电动机也可以改变旋转方向,其中场绕组被分成两部分,绕组的一半在横向方向上顺时针方向缠绕,另一半在卷绕方向上缠绕。如下所示,放大的误差信号被馈送到该字段的这两半的结点。这磁场磁场的两半缠绕彼此对立。在电机运行过程中,磁场强度的一半优于其他取决于放大误差信号之间馈送的值。因此,直流伺服电机根据放大的误差信号电压按特定的方向旋转。磁场控制直流伺服电机的主要缺点是,由于感应磁场电路的时间常数较长,对误差的动态响应较慢。磁场是一个电磁铁,所以它基本上是一个高感应电路,由于误差信号电压的突然变化,通过磁场的电流经过一定的时间后会根据磁场电路的时间常数达到其稳态值。这就是为什么现场控制直流伺服电机布置主要用于小型伺服电机应用
采用磁场控制方案的主要优点是,由于电机是由磁场控制的,所以对控制功率的要求远远低于电机的额定功率。

电枢控制直流伺服电机理论

下图显示了电枢控制直流伺服电机的示意图。这里,电枢通过放大的误差信号通电,并且通过恒流源激发场。
电枢控制直流伺服电机
磁场的运行位置远远超过磁化饱和曲线的拐点。在这段曲线中,当励磁电流发生巨大变化时,电机磁场中磁动势的变化很小。这使得伺服电机对励磁电流的变化不那么敏感。实际上对于电枢控制的直流伺服电机,我们不希望这样,电机应该响应任何磁场电流的变化。
磁化曲线-2
同样,在饱和时,场通量最大。正如我们之前所说的那样,一般直流电机的扭矩方程是,扭矩tαφi一种。现在,如果φ足够大,电枢电流的每一个小变化一种电动机扭矩将有一个显着的更换器。这意味着伺服电机对电枢电流变得敏感。

由于直流电动机的电枢较少的电感且更电阻,时间常数衔接绕组足够小。这导致电枢电压突然变化导致电枢电流的快速变化。这就是为什么电枢控制直流伺服电机的动态响应比现场控制的直流伺服电机的动态响应要快得多。通过反转误差信号的极性,可以容易地改变电动机的旋转方向。

永磁直流伺服电机

在永磁直流电动机的情况下,磁场控制是不可能的,因为该领域在这里是永磁体。DC.伺服电机工作原理在这种情况下类似于电枢控制电动机的情况。

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