第三章直流伺服电动机

第三章 直流伺服电动机 (Chapter3 DC serv o motor) DC servo motors are normally used as prime movers in computers, numerically controlled machinery, or other applications where starts and stops are made quickly and accurately. Servo motors have lightweight, low-inertia armatures that respond quickly to excitation-voltage changes. In addition, very low armature inductance in these servo motors results in a low electrical time constant (typically 0.05 to 1.5 msec) that further sharpens servo motor response to command signals. 伺服系统（servo system） 伺服系统是用来控制被控对象的某种状态，使其自动地、连续地、精确地复现输入信号的变化规律，通常是闭环控制系统。伺服系统控制的目的就是使伺服系统在可变的外部条件下仍然完成所期望的行为。广义来讲，所期望的行为可分为两种： (1)使系统保持原来的状态； (2)使系统沿着所希望的状态轨迹变化； 若系统被控量是位置，则称为位置伺服系统。位置伺服系统的根本任务就是使系统按照给定的速度和运动轨迹实现准确的跟踪和定位，完成功率放大的职能，并在保证系统有足够的能力推动负载按输入指令的规律运动的同时，是输入和输出之间的偏差不超过允许的范围。典型的伺服系统结构如下图所示。 伺服系统结构示意图 机床进给系统就是一种位置伺服系统，为了满足高速高精密加工要求，希望所设计的位置伺服系统具备较高的速度、加速度和跟踪精度，且控制系统鲁棒性(所谓“ 鲁棒性” ,是指控制系统在一定(结构,大小)的参数摄动下,维持某些性能的特性。也可以认为指“稳定性”)要好，以克服加工时切削力的变化、工件质量的变化等因素的影响。 3.2.2 电动机转矩平衡方程式(torqu e balance equ ation) 在稳态(steady -state)下 电动机轴端输出转矩 LeTTTT02 总阻转矩 sLeTTTT0 在过渡过程(transient process) dtdJTTTjL2 Tj ——动态转矩(dy namic torqu e)； Tj＞ 0 加速过程(accelerating process)； Tj＝ 0 匀速过程(constant speed process)； Tj＜ 0 减速(decelerating process)； 3.4.2 直流电动机起动(start) 1） 降低电源电压(source voltage) 2） 电枢回路串电阻(resistance) 3.4.3 电动机的调速(sp...