1、第七章第七章 交流伺服电动机交流伺服电动机（AC servomotor）复习复习直流伺服电动机直流伺服电动机p用途：电压信号用途：电压信号 转轴的角位移或角速度输出。转轴的角位移或角速度输出。p原理：通电导体在磁场中受到力的作用。原理：通电导体在磁场中受到力的作用。p稳态特性稳态特性 p动态过程动态过程发电机状态、反接制动状态、动能制动状态发电机状态、反接制动状态、动能制动状态p其他伺服电动机其他伺服电动机 直流力矩、低惯量伺服直流力矩、低惯量伺服aTICTBliF 本章学习内容本章学习内容l概述l交流伺服电动机的结构及工作原理l交流伺服电动机的圆形旋转磁场l圆形旋转磁场作用下的运行分析l椭圆
2、形旋转磁场及其分析方法l幅值控制特性l移相方法和控制方式l主要性能指标和与直流伺服电机的比较1 1 概述概述l 自动控制系统提出的要求：自动控制系统提出的要求：调速范围大调速范围大线性度好，运行稳定线性度好，运行稳定无无“自转自转”现象现象惯性小惯性小快速灵敏快速灵敏l 特点：具有可控性。特点：具有可控性。l 用途：自控系统中作为执行元件。用途：自控系统中作为执行元件。0kU电动机停止电动机停止反相kU电动机反转电动机反转启动kU电动机立刻转动电动机立刻转动小大/kU电动机快电动机快/慢慢2 结构特点及工作原理结构特点及工作原理结构特点结构特点定子：两相绕组互成定子：两相绕组互成900励磁绕组
3、励磁绕组l1l2控制绕组控制绕组k1k2实质为两相异步电动机实质为两相异步电动机转子转子鼠笼型鼠笼型 非磁性杯形非磁性杯形鼠笼型：鼠笼型：和三相异步电动机的笼型转子一样，铁心槽中放入和三相异步电动机的笼型转子一样，铁心槽中放入导条，所有导条两端用两个短路环连接。一般采用高电阻率导条，所有导条两端用两个短路环连接。一般采用高电阻率的导电材料制造，如青铜、黄铜。另外，为了提高交流伺服的导电材料制造，如青铜、黄铜。另外，为了提高交流伺服电动机的快速响应性能，宜把笼型转子做成又细又长，以减电动机的快速响应性能，宜把笼型转子做成又细又长，以减小转子的转动惯量。小转子的转动惯量。非磁性杯型转子非磁性杯型转
4、子：此种转子的交流伺服电动机有两个定子，：此种转子的交流伺服电动机有两个定子，外定子和内定子。外定子铁芯槽内安放有励磁绕组和控制绕外定子和内定子。外定子铁芯槽内安放有励磁绕组和控制绕组，而内定子一般不放绕组，仅作磁路的一部分；空心杯转组，而内定子一般不放绕组，仅作磁路的一部分；空心杯转子位于内外绕组之间，通常用非磁性材（如铜、铝或铝合金）子位于内外绕组之间，通常用非磁性材（如铜、铝或铝合金）制成，杯壁一般在制成，杯壁一般在0.3mm0.3mm左右。左右。非磁性空心杯转子可以看成鼠笼转子的一种特殊形式。非磁性空心杯转子可以看成鼠笼转子的一种特殊形式。l惯量小惯量小l轴承摩擦阻转矩小轴承摩擦阻转矩
5、小l没有齿槽粘合现象没有齿槽粘合现象l恒速运转时，转子不会抖动恒速运转时，转子不会抖动l励磁电流大，电机利用率低励磁电流大，电机利用率低l启动转矩和输出功率小启动转矩和输出功率小l结构和制造工艺复杂结构和制造工艺复杂与鼠笼转子相比，与鼠笼转子相比，非磁性杯型非磁性杯型转子的优缺点。转子的优缺点。p实验表明：旋转磁场使转子产生旋转转矩。实验表明：旋转磁场使转子产生旋转转矩。工作原理工作原理旋转磁场顺时针方向以转速旋转磁场顺时针方向以转速n ns s旋转，旋转，磁力线以顺时针方向切割转子导条，磁力线以顺时针方向切割转子导条，相对的，转子导条反时针方向切割相对的，转子导条反时针方向切割磁力线，产生感
6、应电动势，由于短磁力线，产生感应电动势，由于短路环的存在，感应电动势产生感应路环的存在，感应电动势产生感应电流。转子导条中的电流在磁场中电流。转子导条中的电流在磁场中产生电磁力（左手定则），形成电产生电磁力（左手定则），形成电磁力矩，转矩的方向和旋转磁场的磁力矩，转矩的方向和旋转磁场的方向相同，于是转子跟着旋转磁场方向相同，于是转子跟着旋转磁场沿同一个方向转动。沿同一个方向转动。p转子速度要低于旋转磁场的速度。转子速度要低于旋转磁场的速度。nIMff相对运动大切割速度大负载nIMff相对运动小切割速度小负载？怎样才能产生旋转磁怎样才能产生旋转磁场场3 3交流伺服电动机的圆形旋转磁场交流伺服电动
7、机的圆形旋转磁场i(t)tBi(t)tB(1)脉振磁场的概念脉振磁场的概念脉振磁场脉振磁场(pulsating magnetic field):单相绕组通入单相单相绕组通入单相交流电流后产生与绕组轴线一致、而大小和方向随时间作交流电流后产生与绕组轴线一致、而大小和方向随时间作正弦规律变化的交变磁场正弦规律变化的交变磁场,称为脉振磁场。称为脉振磁场。tIikmksin情况情况1 1：两相对称绕组通入两相对称电两相对称绕组通入两相对称电 流产生旋转磁场流产生旋转磁场两相对称绕组：两个绕组空间上互差两相对称绕组：两个绕组空间上互差900，有效匝数相等。有效匝数相等。两相对称电流：两个绕两相对称电流：
8、两个绕组通入电流相位上互差组通入电流相位上互差90900 0，幅值相等，幅值相等)90sin(otIifmfmfmkmIII(2)圆形旋转磁场的产生圆形旋转磁场的产生电机的总磁场由这两个脉振磁场所合成电机的总磁场由这两个脉振磁场所合成B=Bk=BmB=Bf=BmB=Bf=BmB=Bk=Bm结论：结论：控制电流变化一个周控制电流变化一个周期，磁场方向在空间期，磁场方向在空间转了一圈，电流变化转了一圈，电流变化多个周期，产生不间多个周期，产生不间断的旋转磁场。断的旋转磁场。控制绕组电流和励磁绕组电流分别产生两个脉振磁场，控制绕组电流和励磁绕组电流分别产生两个脉振磁场，电机的总磁场由这两个脉振磁场所
9、合成。电机的总磁场由这两个脉振磁场所合成。两个脉振磁场两个脉振磁场1.1.分别位于励磁绕组和控制绕组轴线上，分别位于励磁绕组和控制绕组轴线上，空间相隔空间相隔90900 02.2.两个磁场的磁通密度向量长度随时间做两个磁场的磁通密度向量长度随时间做正弦规律变化，相位相差正弦规律变化，相位相差90900 0，幅值相等，幅值相等fBkBmBsnBfBkBmofmkmfkBtBtBBBB2222)90sin()sin(瞬间合成磁场磁通密度向量的长度为瞬间合成磁场磁通密度向量的长度为合成磁场为圆形的旋转磁场。合成磁场为圆形的旋转磁场。情况情况2 2：当两相绕组有效匝数不等时，通入绕组中的电流当两相绕组
10、有效匝数不等时，通入绕组中的电流满足下面条件，才能产生圆形旋转磁场。（？）满足下面条件，才能产生圆形旋转磁场。（？）kWWIIkffkmB演示sn(2)圆形旋转磁场的转向和转速圆形旋转磁场的转向和转速转向转向：从超前电流的绕组轴线转到落后电流的绕组轴线。：从超前电流的绕组轴线转到落后电流的绕组轴线。任意绕组所加电压反向，则电机反转。任意绕组所加电压反向，则电机反转。转速转速：称为：称为同步速同步速，与电机极，与电机极数和电源频率有关。数和电源频率有关。)min(60)(rpfsrpfnssnBfBkB(3)磁极对数对转速的影响磁极对数对转速的影响txtxP=22p180分）转/(50011p3
11、60分）转/(0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)50(Hzf 1n3p120分）转/(0001上节小结上节小结l单相绕组通入单相交流电产生脉振磁场。l圆形磁场的特点是：幅值不变以恒定的速度在空间旋转。l两相对称绕组通入两相对称电流就能产生圆形旋转磁场。l旋转磁场的转向。l转速为同步速，)min(60)(rpfsrpfns4 圆形旋转磁场作用下的运行分析圆形旋转磁场作用下的运行分析（1）转速和转差率）转速和转差率电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速（额定转速）电动机转速（额定转速）:n电机转
12、子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步异步电动机电动机snn 无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果snn 转差率转差率 的概念：的概念：)(s%100ssnnns转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差，与同步转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差，与同步速之比。即：速之比。即：转子转速：转子转速：)s1(s nnsnITRL10ss范围：0,650snns1,0sn电机启动瞬间或堵转：转子最大速度：（2）
13、电压平衡）电压平衡转子不动时转子不动时旋转磁场同时切割定子和转子绕组，在转子和定子绕组旋转磁场同时切割定子和转子绕组，在转子和定子绕组中产生感应电动势中产生感应电动势lvBefpDpfDnDvssss606060转子不动时，磁场切割定子和转子的速度是一致的，都转子不动时，磁场切割定子和转子的速度是一致的，都为同步速，所以感应电动势的频率是相同的。为同步速，所以感应电动势的频率是相同的。fffRs图 7-21 旋转磁场切割定转子导体 每根导体感应电动势的最大值：每根导体感应电动势的最大值：lvBEmcmlvBEmcmmmpBdBB2sin10lBpfpDvsmpBB2磁通密度的平均值：磁通密度的
14、平均值：pDs2lpDBsmlDpBsmfEcm每根导体感应电动势的有效值：每根导体感应电动势的有效值：fEEcmc22.221fWEWEfcff44.42定子、转子绕组感应电势有效值：定子、转子绕组感应电势有效值：fWEWEkckk44.42fWEWERcRR44.42定、转子绕组漏磁通产生漏磁电势：定、转子绕组漏磁通产生漏磁电势：励磁绕组励磁绕组控制绕组控制绕组转子绕组转子绕组fffXI jE励磁绕组励磁绕组控制绕组控制绕组转子绕组转子绕组kkkXI jERRRXI jE图 7-24 主磁通和漏磁通 定、转子绕组电阻消耗压降：定、转子绕组电阻消耗压降：ffrfRIU励磁绕组励磁绕组控制绕组
15、控制绕组转子绕组转子绕组kkrkRIURRrRRIU电压平衡方程：电压平衡方程：ffffffXI jRIEUkkkkkkXI jRIEURRRRRXI jRIE电机运行时电机运行时相同之处：相同之处：定子绕组感应电势及电抗、电阻压降与转子定子绕组感应电势及电抗、电阻压降与转子不动时相同。不动时相同。不同之处：不同之处：旋转磁场以转差（旋转磁场以转差（）的相对速度切割）的相对速度切割转子导体。转子导体。nnns转子导体感应电势和电流的频率为：转子导体感应电势和电流的频率为：sfpnnnnnnpnpfssssR60)(60)(60sfpDsnDnDvssss6060RRRssEsfWE44.4定、
16、转子绕组漏磁通产生漏磁电势：定、转子绕组漏磁通产生漏磁电势：RRRRssXI jEsERRssXX电压平衡方程：电压平衡方程：ffffffXI jRIEUkkkkkkXI jRIEUsXI jRIEsRRRRR（3）圆形旋转磁场的定子绕组电压）圆形旋转磁场的定子绕组电压匝数相等匝数相等kfWW fkI jIfkEjEkfWW fkfkXXRR,kkkkkkXI jRIEUffffffUjXI jRIEj)(匝数不相等匝数不相等kWWkf/fkIjkIkEjEfkSlrWSWl1,2WR 2kRRfk定子漏电抗：定子漏电抗：2WX 2kWWfkkUjUfkWGIWWIWlX2当产生圆形磁场时当产
17、生圆形磁场时对称状态对称状态fnfUU 即为knkUU 即为kfWW kWWkf/kUUfnkn1fnknUU两相绕组额定电压值与绕组匝数成正比关系。两相绕组额定电压值与绕组匝数成正比关系。（4）转矩及机械特性）转矩及机械特性电磁转矩表达式电磁转矩表达式思路思路：由每根所受电磁力之和求电机总的力及力矩，且电：由每根所受电磁力之和求电机总的力及力矩，且电机总转矩与磁场位置无关。机总转矩与磁场位置无关。RRRIpZTcos42)(42222sRXfsWRUpWZTRRfRfRRl说明：电磁转矩与电源参数（、说明：电磁转矩与电源参数（、f）、）、结构参数（结构参数（W、Z、R）和运）和运行参数（行参
18、数（s）有关。有关。重要参数重要参数42222RRfRfRRdRXfWRUpWZTRRmXRs RffRRfXWUpWZT22max8)(42222sRXfsWRUpWZTRRfRfRR当其它参数一定时当其它参数一定时：1 1、最大电磁转矩与电源电压平方成正比；、最大电磁转矩与电源电压平方成正比；临界转差率与电源电压无关临界转差率与电源电压无关。3 3、频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；漏抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小漏抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小；2 2、转子回路电阻越大，临界转差率越大；、转子回路电阻越大，临界转差率越大；最大电磁
19、转矩与转子电阻无关最大电磁转矩与转子电阻无关。RRmXRs RffRRfXWUpWZT22max8)(42222sRXfsWRUpWZTRRfRfRR42222RRfRfRRdRXfWRUpWZT4 4、堵转转矩与电源电压平方成正比；、堵转转矩与电源电压平方成正比；频率越高，堵转转矩频率越高，堵转转矩越小；漏抗越大，堵转转矩越小。越小；漏抗越大，堵转转矩越小。自控系统对伺服电机的要求自控系统对伺服电机的要求具有大的转子电阻和下垂的机械特性是交流伺服电动机的主要特点。阻尼系数阻尼系数dndT55.9D 将对称状态下的机械特性用直线代替，则将对称状态下的机械特性用直线代替，则D D还可以表示为还可
20、以表示为055.9DnTd121255.9DnnTT阻尼系数越大，表示电机运行稳定；反之，运行不稳定。阻尼系数越大，表示电机运行稳定；反之，运行不稳定。5 椭圆形旋转磁场及其分析方法椭圆形旋转磁场及其分析方法l交流伺服电动机在系统工作中，为了对它的转速交流伺服电动机在系统工作中，为了对它的转速进行控制，加在控制绕组上的控制电压是在变化进行控制，加在控制绕组上的控制电压是在变化的，电机常处于不对称状态。的，电机常处于不对称状态。l电机在不对称情况下的磁场为椭圆形旋转磁场。电机在不对称情况下的磁场为椭圆形旋转磁场。不对称情况不对称情况1.两相电流相差两相电流相差90度，幅值不等。度，幅值不等。2.
21、两相电流相差不是两相电流相差不是90度。度。圆形磁场分析思路：合成的思想由特殊点分析一般点情况一：幅值不等情况一：幅值不等它决定了磁场的椭圆程度。fmkmBB图 7-34 不同值时的椭圆 情况二：两相绕组电流相位相差不为情况二：两相绕组电流相位相差不为90度度图 7-35 同相电流产生的脉振磁场图 7-35 同相电流产生的脉振磁场椭圆形磁场的分析方法椭圆形磁场的分析方法分解法分解法 脉振磁场脉振磁场一个脉振磁场可以分解为两个圆形磁场。两个圆形磁场一个脉振磁场可以分解为两个圆形磁场。两个圆形磁场幅值幅值相相等（磁通密度向量幅值都为脉振磁通密度向量幅值的一半），等（磁通密度向量幅值都为脉振磁通密度
22、向量幅值的一半），转向转向相反（正反方向），其相反（正反方向），其转速转速都为脉振磁通密度变化频率。都为脉振磁通密度变化频率。椭圆形磁场椭圆形磁场)90sin(0tBBfmftBBfmksin)90sin(0tBBfmf2100)90sin()1()90sin(fffmfmBBtBtB)90sin(01tBBfmftBBfmksinfmBB圆fmBB)1(脉fmBB21正fmfmfmBBBB2121正fmBB)1(脉fmBB21反fmBB圆交流伺服电机一般运行下，定子产生椭圆形磁场。可以分解为交流伺服电机一般运行下，定子产生椭圆形磁场。可以分解为两个圆形磁场。转速相同，转向相反。其中一个与椭圆
23、形磁场两个圆形磁场。转速相同，转向相反。其中一个与椭圆形磁场转向相同为正向圆形磁场，另一个为反向圆形磁场。转向相同为正向圆形磁场，另一个为反向圆形磁场。6 幅值控制时特性幅值控制时特性l幅值控制：幅值控制：励磁绕组为额定电压，励磁绕组为额定电压，与与 之间相之间相差差90900 0，根据需要进行改变。根据需要进行改变。kUfUkUl 有效信号系数有效信号系数 ：eknkeUUknU为额定控制电压为额定控制电压kU为实际控制电压为实际控制电压1e合成磁场为圆形旋转磁场，电机对称运行状态。合成磁场为圆形旋转磁场，电机对称运行状态。0e合成磁场为脉振磁场，电机不对称程度最大。合成磁场为脉振磁场，电机
24、不对称程度最大。10e表征电机不对称运行的程度。表征电机不对称运行的程度。11e合成磁场为椭圆形磁场，电机处于不对称运行状态。合成磁场为椭圆形磁场，电机处于不对称运行状态。有效信号系数有效信号系数 与与 的关系的关系eeffffffnXI jRIEUkkkkkkXI jRIEUfkfnkEEUUfmkmfmkmBBfmfkmkfkWWEEfmkmfmfkmkfnkBBkWWUU1交流伺服电机是靠改变电机运行的不对称程度达到控制的目的。交流伺服电机是靠改变电机运行的不对称程度达到控制的目的。fmkmknkBBUU根据变压器原理根据变压器原理不同有效信号系数的机械特性不同有效信号系数的机械特性椭圆
25、形磁场可以由两个正转和反转的圆形磁场替代。椭圆形磁场可以由两个正转和反转的圆形磁场替代。如果转子的速度为如果转子的速度为n n，转子相对于正转磁场转差率：，转子相对于正转磁场转差率：ssnnns正转子相对于反转磁场转差率：转子相对于反转磁场转差率：正反snnnsss210正s转矩为正转矩为正21反s转矩为阻转矩转矩为阻转矩10正如果s正T反T 式中，式中，为磁通密度向量幅值之比，为磁通密度向量幅值之比，即即=Bkm/Bfm。fmefmfmefmBBBBBB21212121反正(7-81)(7-82)l TB2m l即对于一定的转速，转矩与气隙磁通密度幅值的平方成正比。设已知对称状态时(e=1,
26、Bm=Bfm)，正向旋转磁场产生的机械特性如图7-41中的T10 曲线，则可作出对称状态时反向旋转磁场(实际上不存在，是假设的)产生的机械特性T20 曲线(该两曲线是对称于纵坐标，图中作出的是-T20 曲线)。l反转圆磁场所产生的转矩为 20220221TTBBTem 反反(7-84)这样，不对称状态的转矩为2021022121TTTTTee 反正(7-85)10210221TTBBTem 正正(7-83)l当e1时，正转圆磁场所产生的转矩为总转矩为两个转矩之差：总转矩为两个转矩之差：反正TTT不同控制电压下的机械特性曲线不同控制电压下的机械特性曲线n=f(T),U1=常数常数 在励磁电压不变
27、的情况下，在励磁电压不变的情况下，随着控制电压的下降，特性曲随着控制电压的下降，特性曲线下移。在同一负载转矩作用线下移。在同一负载转矩作用时，电动机转速随控制电压的时，电动机转速随控制电压的下降而均匀减小。下降而均匀减小。由于反向旋转磁场的存在，由于反向旋转磁场的存在，产生了附加的制动转矩，因而产生了附加的制动转矩，因而使电机的输出转矩减小，同时使电机的输出转矩减小，同时在理想空载下，转子转速已不在理想空载下，转子转速已不能达到同步速。能达到同步速。有效信号系数越小，磁场椭圆度越大，反向转矩越大，有效信号系数越小，磁场椭圆度越大，反向转矩越大，理想空载转速越低。理想空载转速越低。零信号的机械特
28、性和无零信号的机械特性和无“自转自转”现象现象零信号时的机械特性所谓零信号，就是控制电压Uk=0，或e=0。当e=0时，磁场是脉振磁场，它可以分解为幅值相等、转向相反的两个圆形旋转磁场，其作用可以想象为有两对相同大小的磁铁N-S和N-S在空间以相反方向旋转，如图7-43所示。)(4141412120102010TTTTTTTTTBBBfm反正反正反正图 7-43 脉振磁场的作用 图 7-44 零信号时的机械特性 此时转子电阻较小，临界转差率sm正=0.4。从图中可以看出，在电机工作的转差率范围内，即0s正1时，合成转矩T绝大部分都是正的，因此，如果伺服电动机在控制电压Uk作用下工作，当突然切去
29、控制电信号，即Uk=0时，只要阻转矩小于单相运行时的最大转矩，电动机仍将在转矩T作用下继续旋转。这样就产生了自转现象，造成失控。图 7-45 自转现象与转子电阻值的关系(1)(a)RR=RR 1；(b)RR=RR2 RR1；(c)RR=RR3 RR2 图 7-45 自转现象与转子电阻值的关系(2)(b)RR=RR2 RR1；l此时转子电阻有所增加，临界转差率已增加到sm正=0.8，合成转矩减小得多，但是与上面一样，仍将产生自转现象。(c)RR=RR3 RR2 l转子电阻已增大到使临界转差率sm正 1的程度。这时合成转矩曲线与横轴相交仅有一点(s=1处)，而且在电机运行范围内，合成转矩均为负值，
30、即为制动转矩。因而当控制电压Uk取消变为单相运行时，电机就立刻产生制动转矩，与负载阻转矩一起促使电机迅速停转，这样就不会产生自转现象。在这种情况下，停转时间甚至较两相绕组的电压Uk和Uf同时取消时还快些。“自转自转”原因：原因：（1）转子电阻不够大。（增大转子电阻的好处？）转子电阻不够大。（增大转子电阻的好处？）（2）工艺原因，多发生在功率极小情况下。）工艺原因，多发生在功率极小情况下。l定子绕组匝间短路定子绕组匝间短路l转子铁心片间短路转子铁心片间短路l各向磁导不均各向磁导不均7 转速的控制与调节特性转速的控制与调节特性负载一定时改变控制电压的有效信号系数可以改变转速改变控制电压的有效信号系
31、数可以改变转速堵转特性堵转特性edTdTe8移相方法和控制方式移相方法和控制方式l为了在电机内形成圆形旋转磁场，要求励磁电压为了在电机内形成圆形旋转磁场，要求励磁电压和控制电压有和控制电压有90900 0相位差。但实际只有单相电源或相位差。但实际只有单相电源或三相电源，如何产生相位相差三相电源，如何产生相位相差90900 0的两相电源？的两相电源？（1 1）利用三相电源的相电压和线电压构成）利用三相电源的相电压和线电压构成90900 0 相移相移如果三相电源没有中点，就采用三相变压器，或带中间抽头如果三相电源没有中点，就采用三相变压器，或带中间抽头的电抗线圈的电抗线圈系统中其它元件(如自整角机
32、，伺服放大器等)产生相位移。（2 2）利用三相电源的任意两相线电压）利用三相电源的任意两相线电压（3 3）利用移相网络）利用移相网络图 7-52 采用电子移相网络的伺服系统 （4 4）在励磁绕组中串联电容器）在励磁绕组中串联电容器主要应用于小功率控制系统。主要应用于小功率控制系统。电容值大小随电机的转电容值大小随电机的转速变化。可选择速变化。可选择C C值使电值使电机在转速为零的情况下机在转速为零的情况下电压移相电压移相9090度，可根据度，可根据公式推导或实验方法求公式推导或实验方法求出。出。图 7-56 用示波器选择电容 移相移相控制方法控制方法电源移相电源移相电容移相电容移相幅值控制幅值
33、控制幅相控制幅相控制9 主要性能指标主要性能指标l 空载始动电压 在额定励磁电压和空载的情况下，使转子在任意位置开始连续转动所需的最小控制电压称为空载始动电压Us0，通常用额定控制电压的百分数表示。Us0越小，表示伺服电动机的灵敏度越高，一般不大于34%。l机械特性的非线性度机械特性的非线性度 在额定励磁电压下，任意控制电压时在额定励磁电压下，任意控制电压时的实际机械特性与线性机械特性在的实际机械特性与线性机械特性在T T=TstTst/2/2时的速度差与空载转速之比百时的速度差与空载转速之比百分数。分数。l调节特性的非线性度调节特性的非线性度KvKv在额定励磁电压和空载情况下，在额定励磁电压
34、和空载情况下，当信号系数为当信号系数为0.70.7时，实际调节特时，实际调节特性与线性调节特性的速度差与空性与线性调节特性的速度差与空载转速之比的百分数。载转速之比的百分数。10 交直流伺服电动机性能比较交直流伺服电动机性能比较（1 1）机械特性和调节特性）机械特性和调节特性直流伺服：线性度好，平行，特性硬直流伺服：线性度好，平行，特性硬交流伺服：非线性关系，精度低，特性软，斜率随控制电压不同交流伺服：非线性关系，精度低，特性软，斜率随控制电压不同变化。变化。（2 2）体积、重量和效率）体积、重量和效率交流伺服电动机相对体积大，重量重，转换效率低交流伺服电动机相对体积大，重量重，转换效率低（3 3）动态响应）动态响应直流伺服电机有电枢绕组大，换向器，转动惯量大。直流伺服电机有电枢绕组大，换向器，转动惯量大。（4 4）自转现象）自转现象直流伺服电动机不存在自转现象，而交流伺服电动机当参数选择直流伺服电动机不存在自转现象，而交流伺服电动机当参数选择不当时，会产生自转现象。不当时，会产生自转现象。（5 5）可维护性）可维护性直流伺服存在换向器、电刷，结构复杂，不易维护；交流伺服结直流伺服存在换向器、电刷，结构复杂，不易维护；交流伺服结构简单运行可靠，维护方便。构简单运行可靠，维护方便。
