伺服电机调速教程(直流伺服电机及其调速系统)

DC伺服电机的基本原理与普通DC电机的基本原理相同。如图1所示，电动机转子的载流导体（例如电枢绕组）会受到电磁的影响。定子磁场的转矩M使电动机转子旋转。电磁转矩

M=KTIa（1）

公式：Kr——电机转矩系数（KT=CMФ）；

Ia——电机电枢电流。

电枢旋转后，导体切断磁力线以产生反电动势，其值如下。

Ea=肯（2）

公式：Ke——电动机转矩系数（Ke=CeФ）；

n——骨架的速度（r/min）。

或反电动势为

Ea=Ke60/2=Ke"w（3）

在公式Ke"——中的电势系数（Ke"=60Ke/2p）

ω——骨架的角速度（rad/s）。

作用在电枢上的电压U必须等于反电动势和电枢压降之和。即

（4）

公式中的Ra电枢电阻。

上面的公式是电动机的电压平衡方程。

（5）

在上面的公式中，有三种方法可以调节电动机速度。

改变电枢电压U。

改变磁通量Φ，即改变ke值。通过改变励磁电路的电阻Rj以改变励磁电流Ij，可以达到改变磁通量Φ的目的。

电阻Rj在电枢电路中串联调节。此时，用于计算速度的公式如下。

（6）

调节励磁电路电阻的方法易于控制，但是由于励磁电路的电感较大，因此电时间常数较大，速度调节速度较差。另外，励磁电路的串联电阻只能减小励磁电流，因此速度只能以额定速度增加。在电枢电路中串联连接电阻器的方法中，可以降低速度，并且电阻器中的铜损较大，这是不经济的。磁通量和电枢电阻是固定的，改变电枢电压的调速方法通常是降低电枢的额定电压，以使电动机的转速从额定速度降低。它需要附加的调压设备，但是由于调速范围很广，因此该方法通常用于直流伺服电机的调速。