Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,第 3 章,电动机转矩转速控制,第 3 章,3.2 直流步电动机原理与特性,直流电机(DC Machines)概述 直流电机是电机的主要类型之一。直流电机可作为发电机使用，也可作为电动机使用。用作发电机可以获得直流电源，用作电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。直流电机的用途:作电源用:发电机；作动力用:电动机；信号的传递:测速发电机,伺服电机,3.2 直流步电动机原理与特性直流电机(DC Mac,3.2.1 工作原理,3.2.1 工作原理,U,+,N,S,电刷,换向片,直流电源,电刷,换向器,线圈,U+NS电刷换向片直流电源电刷换向器线圈,第3章-电动机转矩转速控制2课件,3.2.2 静态和动态特性,3.2.2 静态和动态特性,静态时可得直流伺服电动机的转速公式为：,静态时可得直流伺服电动机的转速公式为：,理想空载转速,电动机的堵转转矩转速,机械特性硬度,理想空载转速电动机的堵转转矩转速机械特性硬度,第3章-电动机转矩转速控制2课件,Lapalace变换,直流伺服电机的动态特性方程,Lapalace变换直流伺服电机的动态特性方程,第3章-电动机转矩转速控制2课件,令：,则直流伺服电动机的传递函数可变为：,令：则直流伺服电动机的传递函数可变为：,如果忽略电枢及粘性阻尼系数，直流伺服电动机的传递函数可近似为：,类似的可得到阻转矩与电机转速的传递函数为：,代入时间常数可得：,如果忽略电枢及粘性阻尼系数，直流伺服电动机的传递函数可近似为,（,1）设计良好的机械系统，以减小等效转动惯量,J,；,（2）电机供电电源内阻尽可能小，降低电枢回路内阻,R,a,；,（3）附加加速度负反馈，加大等效反电动势系数,K,e,；,类似简化可得：,要加快系统响应速度，展宽系统频带，必须设法减小,T,m,。,（1）设计良好的机械系统，以减小等效转动惯量J；类似简化可得,3.3 直流电动机驱动电路,直流电动机的驱动电路是用于放大控制信号并向电动机提供必要能量的电子装置。,3.3 直流电动机驱动电路 直流电动机的驱,第3章-电动机转矩转速控制2课件,第3章-电动机转矩转速控制2课件,第3章-电动机转矩转速控制2课件,第3章-电动机转矩转速控制2课件,3.3.1 线性直流功率放大器,特点：线性直流功率放大器是指放大器中的功率元件工作于线性状态的放大器，其输出电压或电流同控制信号成比例关系。,优点：线路相对简单，电磁干扰比较小。,缺点：效率很低。,一般用于控制小功率的电动机或电磁干扰较小的系统中。,3.3.1 线性直流功率放大器特点：线性直流功率放大器,1、单极性功率放大器,1、单极性功率放大器,第3章-电动机转矩转速控制2课件,2、双极性功率放大器,2、双极性功率放大器,3.3.2 线性直流功率放大器,1.脉宽调制原理,3.3.2 线性直流功率放大器1.脉宽调制原理,第3章-电动机转矩转速控制2课件,2.PWM功率放大器,（1）T型单极性开关放大器,2.PWM功率放大器（1）T型单极性开关放大器,第3章-电动机转矩转速控制2课件,（2）T型双极性开关放大器,（2）T型双极性开关放大器,第3章-电动机转矩转速控制2课件,第3章-电动机转矩转速控制2课件,第3章-电动机转矩转速控制2课件,（3）H型单极性开关放大器,控制方式是：VT,1,，VT,2,基极加相位反相的脉宽调制型号，VT,3,加截止信号，VT,4,加导通信号。,（3）H型单极性开关放大器控制方式是：VT1，VT2基极加相,第3章-电动机转矩转速控制2课件,（4）H型有限单极性开关放大器,控制方式是：VT,1,基极加脉宽调制型号，VT,2,、VT,3,加截止信号，VT,4,加导通信号。,（4）H型有限单极性开关放大器控制方式是：VT1基极加脉宽调,第3章-电动机转矩转速控制2课件,（5）H型双极性开关放大器,（5）H型双极性开关放大器,第3章-电动机转矩转速控制2课件,第3章-电动机转矩转速控制2课件,（6）倍频式H型单极性开关放大器,（6）倍频式H型单极性开关放大器,第3章-电动机转矩转速控制2课件,第3章-电动机转矩转速控制2课件,3.PWM放大器中的一些特殊问题,1.功率管选择,3.PWM放大器中的一些特殊问题1.功率管选择,2.功率管的保护,2.功率管的保护,第3章-电动机转矩转速控制2课件,3.功率管的开通延时,4.功率管的泵升电压,3.功率管的开通延时4.功率管的泵升电压,3.3.3 晶闸管驱动,3.3.3 晶闸管驱动,第3章-电动机转矩转速控制2课件,第3章-电动机转矩转速控制2课件,