直流伺服电机的静态特性

  直流伺服电机的静态特性(又称稳态特性或运转特性)包含机械特性和调理特性。为了简化剖析，可作如下假定：电机磁路不饱和；电刷坐落几许中性线。因而能省略负载时电枢反响对主磁场的影响，以为电机的每极气隙磁通①将坚持稳定。(1)机械特性直流伺服电机的机械特性是指当电源电压U二常值、气隙每极磁通量①=常值时，电机的转速n和电磁转矩Te之间的联系曲线，即n=f(Te)。在直流伺服电机的许多特性中，机械特性是最重要的特性。它是选用直流伺服电机的根据。直流伺服电机的机械特性方程与直流电机的机械特性方程根本相同，即式中，Ua为电枢电压；Ra为电枢回路总电阻；n为转速；①为每极磁通；Ce为电动势常数；CT为转矩常数；Te为电磁转矩;no称为直流伺服电机的抱负空载转速;称为直流电机机械特性的斜率。机械特性方程可知,n0是机械特性曲线与纵轴的交点，即电磁转由于直流伺服电机的机械特性方程为一直线方程，所以其机械特性为一条直线所示。显着，只需找到直线直流伺服电机的机械特性从图2-13中可以精确的看出，直流伺服电机的机械特性是线性的,该机械特性曲线上有两个特别点，现分述如下。①抱负空载点（0，n0）。由直流伺服电机的机械特性曲线和损耗所引起的空载阻转矩。因而，即便空载（即负载转矩TL二0）个点，便可制作出该机械特性的直线。即在实践的电机中，当电机轴上不带负载时，由于它自身有空载矩Te=0时的转速,CeCT^2)称为直流电机机械特性的时，电机的电磁转矩也不为零，只要在抱负条件下，即电机自身没有空载损耗时，才可能有Te=0,所以对应于Te=0时的转速n0称为抱负空载转速。②堵转点（Tk，0）。由直流伺服电机的机械特性曲线和机械特性方程可知，Tk是机械特性曲线与横轴轴的交点，即电机的转速n=0时的电磁转矩，即斜率。k前面的负号表明直线是下倾的。k的巨细可用An/AT表明，如图2-13所示。因而k的巨细表明电机电磁转矩改动所引起的转速改动程度。斜率k大，则对应于相同的转矩改动，转速改动大，这时电机的机械特性软。反之斜率k小，则对应于相同的转矩改动，转速改动小，这时电机的机械特性硬。以上评论的是在电枢电压为常数时，直流伺服电机的机械特性。改动电枢电压Ua，电机的机械特性就发生显着的改动。由机械特性方程可知，电机的抱负空载转速n0随电枢电压Ua成正比改动，可是，机械特性的斜率k与电枢电压Ua无关，k即坚持不变。所以，对应于不同的电枢电压，可以取得一组彼此平行的机械特性曲线所示。随电枢电压的下降，机械特性曲线平行地向原点移动，但机械特性曲线的斜率不变，即机械特性的硬度不变。这是电枢操控的长处之一。式中，Tk为电机处在堵转状况时所发生的电磁转矩。(2)调理特性直流伺服电机的调理特性是指负载转矩TL稳守时，电机的转速随操控电压改动的联系，即n=f(U)a当负载转矩坚持不变时，电机轴上的总阻转矩Ts二TL+T0(式中，T0为电机的空载转矩)也不变，因而电机稳态运转时，其电磁转矩Te=Ts为常数。由机械特性方程可得电机的转速n与操控电压Ua的联系为图2-14不同操控电压时的机械特性Ce©C*CT⑦2对应的直流伺服电机的调理特性如图2-15所示，它们也是组平行的直线。直线的斜率为与负载的巨细无关，仅由直流伺服电机的参数决议。由图2-15可知，这些调理特性曲线与横轴的交点，就表明在必定负载转矩时电机的始动电压。若负载转矩一守时，电机的操控电压大于相对应的始动电压，它便能滚动起来并到达某一转速；反之，操控电压小于相对应的始动电压，则电机的最大电磁转矩仍小于负载转矩，电机就不能发动。所以，调理特性曲线的横坐标从零到始动电压的这一规模称为在必定负载转矩时伺服电机的失灵区。显着，失灵区的巨细是与负载转矩成正比的。5图2-15不同负载时的调理特性由以上剖析可知，电枢操控时直流伺服电机的机械特性和调理特性都是一组平行的直线。这是直流伺服电机很可贵的特色，也是沟通伺服电机所不及的。可是上述的结论是在假定电机的磁路为不饱和及疏忽电枢反响的前提下才得到的，实践的直流伺服电机的特性曲线仅仅一组挨近直线的曲线。