直流伺服电动机的技术参数与特性参数，直流伺服电动机的特点特性及种类

　　直流伺服电动机是自动控制系统中具有特殊用途的直流电动机，又称执行电机，它能够把输入的电压信号变换成轴上的角位移和角速度等机械信号。直流伺服电动机的工作原理、基本结构及内部电磁关系与一般用途的直流电动机相同。

　　直流伺服电动机的控制电源为直流电压，分普通直流伺服电动机、盘形电枢直流伺服电机、空心杯直流伺服电机和无槽直流伺服电机等。普通直流伺服电动机有永磁式和电磁式两种基本结构类型。电磁式又分为他励、并励、串励和复励四种，永磁式可看作是他励式。

　　特点：转子直径较小、轴向尺寸大；转动惯量小，因此响应时间快。但额定扭矩较小，一般必须与齿轮降速装置相匹配。用于高速轻载的小型数控机床中。

　　1、直流伺服电动机的基本结构

　　图为直流伺服电动机的结构，主要包括定子、转子、电刷与换向片三个部分

　　2. 直流伺服电动机的分类

　　（1）根据电动机本身结构的不同，可分为以下几类：

　　改进型直流伺服电动机转子的转动惯量较小，过载能力较强，且具有较好的换向性能。

　　小惯量直流电动机最大限度地减少了转子的转动惯量，能获得最好的快速特性。

　　永磁直流伺服电动机能在较大过载转矩下长期地工作，转动惯量较大，无励磁回路损耗，可在低速下运转。

　　无刷直流电动机由同步电动机和逆变器组成，而逆变器是由装在转子上的转子位置传感器控制。

　　（2）根据直流电动机对励磁绕组的励磁方式不同，可分为他励式、并励式、串励式和复励式四种。

　　直流伺服电动机的结构和一般直流电动机一样，只是为了减小转动惯量而做得细长一些。它的励磁绕组和电枢分别由两个独立电源供电。也有永磁式的，即磁极是永久磁铁。通常采用电枢控制，就是励磁电压f一定，建立的磁通量Φ也是定值，而将控制电压Uc加在电枢上，其接线图如下图所示。

　　直流伺服电动机，通常用于功率稍大的系统中，其输出功率一般为1W-600W。

　　直流伺服电动机分为以下几种：

　　一般直流伺服电动机

　　无槽电枢直流伺服电动机

　　空心杯形电枢直流伺服电动机

　　印刷绕组直流伺服电动机

　　无刷直流伺服电动机

　　直流伺服电动机的机构特性（n=f（T））和直流他励电动机一样，也用下式表示：

　　n=Uc/KE·Φ-Ra/KE·KT·Φ·T

　　下图是直流伺服电动机在不同控制电压下（Uc为额定控制电压）的机械特性曲线。

　　由图可见：在一定负载转矩下，当磁通不变时，如果升高电枢电压，电机的转速就升高；反之，降低电枢电压，转速就下降；当Uc＝0时，电动机立即停转。要电动机反转，可改变电枢电压的极性。

　　1.额定功率 是指电动机轴上输出功率的额定值，即电动机在额定状态下运行时的输出功率。在额定功率下允许电动机长期连续运行而不致过热。

　　2.额定电压 是指电动机在额定状态下运行时，励磁绕组和电枢控制绕组上应加的电压额定值。

　　3.额定电流 是指电动机在额定电压下，驱动负载为额定功率时绕组中的电流。额定电流一般就是电动机长期连续运行所允许的最大电流。

　　4.额定转速 也称最高转速，是指电动机在额定电压下，输出额定功率时的转速。直流伺服电动机的凋速范围一般在额定转速以下。

　　5.额定转矩 是指电动机在额定状态下运行时的输出转矩。

　　6.最大转矩 是指电动机在短时间内可输出的最大转矩，它反映了电动机的瞬时过载能力。直流伺服电动机的瞬时过载能力都比较强，其最大转矩一般可达额定转矩的5—10倍。

　　7.机电时间常数τj和电磁时间常数τd

　　分别反映了直流伺服电动机两个过渡过程时间的长短。τj通常小于20ms，τd通常小于5ms，两者之比通常大于3，因而通常可将直流伺服电动机近似地看成是一阶惯性环节。

　　8.热时间常数 是指电动机绕组上升到额定温升的63.2%时所需的时间。

　　9.阻尼系数 又称内阻尼系数，其倒数即为机械特性曲线的斜率。

　　（1）转矩－速度特性曲线 又叫工作曲线。

　　（2）负载－工作周期曲线