《控制电机》课程电子教案（PPT教学课件）第3章 直流伺服电动机

第3章直流伺服电动机 第3章直流伺服电动机 3.1直流电动机的工作原理 3.2电磁转矩和转矩平衡方程式 33直流电动机的反电势和电压平衡方程式 34直流电动机的使用 3.5直流伺服电动机及其控制方法 3.6直流伺服电动机的稳态特性 Bac

第3章 直流伺服电动机 第3章 直流伺服电动机 3.1 直流电动机的工作原理 3.2 电磁转矩和转矩平衡方程式 3.3 直流电动机的反电势和电压平衡方程式 3.4 直流电动机的使用 3.5 直流伺服电动机及其控制方法 3.6 直流伺服电动机的稳态特性

第3章直流伺服电动机 3.7直流伺服电动机在过渡过程中的工作状态 3.8直流伺服电动机的过渡过程 3.9直流力矩电动机 3.10低惯量直流伺服电动机 思考题与习题

第3章 直流伺服电动机 3.7 直流伺服电动机在过渡过程中的工作状态 3.8 直流伺服电动机的过渡过程 3.9 直流力矩电动机 3.10 低惯量直流伺服电动机 思考题与习题

第3章直流伺服电动机 31直流电动机的工作原理 直流电动机的基本结构和直流测速发电机相同, 所不同的是电动机的输入为电压信号,输出为转速信 号。下面分析直流电动机的工作原理

第3章 直流伺服电动机 3.1 直流电动机的工作原理 直流电动机的基本结构和直流测速发电机相同， 所不同的是电动机的输入为电压信号， 输出为转速信 号。 下面分析直流电动机的工作原理

第3章直流伺服电动机 F F 图3-1直流电动机工作原理图

第3章 直流伺服电动机 图 3 - 1 直流电动机工作原理图

第3章直流伺服电动机 为简明起见,仍采用具有4个槽的两极电机模型, 如图2-3。在A、B两电刷间加直流电压时,电流便 从B刷流入,A刷流出。N极下导体中的电流流出纸面, 用⊙表示;S极下导体中的电流流入纸面,用⑧表示, 见图3-1

第3章 直流伺服电动机 为简明起见， 仍采用具有 4 个槽的两极电机模型, 如图2-3。 在A、 B两电刷间加直流电压时， 电流便 从B刷流入， A刷流出。 N极下导体中的电流流出纸面， 用⊙表示； S极下导体中的电流流入纸面， 用 表示， 见图 3 - 1。 

第3章直流伺服电动机 根据电磁学基本知识可知,载流导体在磁场中要 受到电磁力的作用。如果导体在磁场中的长度为l,其 中流过的电流为i,导体所在处的磁通密度为B,那末 导体受到的电磁力的值为 f=Bli (3-1) 式中,F的单位为牛顿(N);B的单位为韦伯/米 2(Wb/m2);)的单位为米(m);单位为安培(A);力F的 方向用左手定则来确定

第3章 直流伺服电动机 根据电磁学基本知识可知， 载流导体在磁场中要 受到电磁力的作用。 如果导体在磁场中的长度为l, 其 中流过的电流为i， 导体所在处的磁通密度为B， 那末 导体受到的电磁力的值为 F=Bli (3 - 1) 式中， F的单位为牛顿(N)； B的单位为韦伯/米 2(Wb/m2 ); l的单位为米(m); i的单位为安培(A)； 力F的

第3章直流伺服电动机 据此,作出图3-1中N、S极下各根导体所受电 磁力的方向,如图中箭头所示。电磁力对转轴形成顺 时针方向的转矩,驱动转子而使其旋转。由于每个磁 极下元件中电流方向不变,故此转矩方向恒定,称为 直流电动机的电磁转矩。如果电机轴上带有负载,它 便输出机械能,可见直流电动机是一种将电能转换成 机械能的电气装置。 我们用同一个模型,既分析了直流发电机的工作 原理,又分析了直流电动机的工作原理

第3章 直流伺服电动机 据此， 作出图 3 - 1 中N、 S极下各根导体所受电 磁力的方向， 如图中箭头所示。 电磁力对转轴形成顺 时针方向的转矩， 驱动转子而使其旋转。 由于每个磁 极下元件中电流方向不变， 故此转矩方向恒定， 称为 直流电动机的电磁转矩。 如果电机轴上带有负载， 它 便输出机械能， 可见直流电动机是一种将电能转换成 机械能的电气装置。 我们用同一个模型， 既分析了直流发电机的工作 原理， 又分析了直流电动机的工作原理

第3章直流伺服电动机 可见直流电机是可逆的,它根据不同的外界条件 而处于不同的运行状态。当外力作用使其旋转,输入 机械能时,电机处于发电机状态,输出电能;当在电 刷两端施加电压输入电能时,电机处于电动机状态, 带动负载旋转输出机械能。事实上,发电机、电动机 中所发生的物理现象在本质上是一致的。下面的分析 将进一步证明这一点。 ABack

第3章 直流伺服电动机 可见直流电机是可逆的， 它根据不同的外界条件 而处于不同的运行状态。 当外力作用使其旋转， 输入 机械能时， 电机处于发电机状态， 输出电能； 当在电 刷两端施加电压输入电能时， 电机处于电动机状态， 带动负载旋转输出机械能。 事实上， 发电机、 电动机 中所发生的物理现象在本质上是一致的。 下面的分析 将进一步证明这一点

第3章直流伺服电动机 32电磁转矩和转矩平衡方程式 3.2.1电磁转矩 式(3-1)写出了磁极下一根载流导体所受到的电磁 力。此力作用在电枢外圆的切线方向,产生的转矩为 F-=B li

第3章 直流伺服电动机 3.2 电磁转矩和转矩平衡方程式 3.2.1 电磁转矩 式(3 - 1)写出了磁极下一根载流导体所受到的电磁 力。 此力作用在电枢外圆的切线方向， 产生的转矩为 2 2 D B li D t i = Fi = x a

第3章直流伺服电动机 式中,l导体在磁场中的长度,取电枢铁心长 度;B为导体所在处的气隙磁通密度;a2为导体的电 流;D为电枢直径。 假设空气隙中平均磁通密度为Bn,电枢绕组总的 导体数为N,则电机转子所受到的总转矩为 ∑1=∑B.h °25MBhD (3-2) 2

第3章 直流伺服电动机 式中， l为导体在磁场中的长度， 取电枢铁心长 度； Bx为导体所在处的气隙磁通密度； i a为导体的电 流； D为电枢直径。 假设空气隙中平均磁通密度为Bp， 电枢绕组总的 导体数为N, 则电机转子所受到的总转矩为 1 1 2 2 D NB li D T t B li x a p a N i N i =  =  = = (3 - 2)