机电一体化第四章

《机电一体化第四章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电一体化第四章（175页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 第四章第四章 控制电动机及其选择计算控制电动机及其选择计算 伺服系统伺服系统(servo system)又称随动系统或自动跟踪又称随动系统或自动跟踪系统、自动校正系统，是指以机械参数系统、自动校正系统，是指以机械参数(位移、速位移、速度、力和力矩等度、力和力矩等)作为被控量的一种自动控制系统，作为被控量的一种自动控制系统，能能自动、迅速、连续、精确地响应输入指令的变自动、迅速、连续、精确地响应输入指令的变化规律化规律。1伺服系统分类伺服系统分类按其控制原理分：按其控制原理分： 开环、全闭环和半闭环控制三种形式；开环、全闭环和半闭环控制三种形式；按其被控量的性质分：按其被控量的性质分： 速度、

2、位置、力、扭矩控制等形式；速度、位置、力、扭矩控制等形式；按其驱动方式分：按其驱动方式分： 电气伺服、气压伺服、液压伺服、电液伺服等形式；电气伺服、气压伺服、液压伺服、电液伺服等形式；按执行元件分：按执行元件分： 步进伺服、直流伺服、交流伺服等形式。步进伺服、直流伺服、交流伺服等形式。 开环伺服系统大多采用步进电机、闭环和半闭环伺服开环伺服系统大多采用步进电机、闭环和半闭环伺服系统大多采用直流伺服电机和交流伺服电机。系统大多采用直流伺服电机和交流伺服电机。2 对不同的机电一体化设备，伺服系统驱动部对不同的机电一体化设备，伺服系统驱动部件时所需功率的差异很大件时所需功率的差异很大。在确定驱动方式

3、时，。在确定驱动方式时，一般从一般从输出功率与响应频率输出功率与响应频率两个方面综合选择。两个方面综合选择。 液压驱动液压驱动伺服系统输出功率大、响应频率高；伺服系统输出功率大、响应频率高； 气压驱动气压驱动伺服系统响应频率低但输出伺服系统响应频率低但输出功率大功率大； 伺服电机伺服电机驱动的伺服系统，对不同的伺服电机驱动的伺服系统，对不同的伺服电机具有不同的要求，因此具有选择输出具有不同的要求，因此具有选择输出功率范围大、功率范围大、响应频率宽响应频率宽的特点。的特点。 在机电一体化产品中，常采用伺服电机驱动的在机电一体化产品中，常采用伺服电机驱动的伺服系统。伺服系统。3本章主要内容本章主要

4、内容第一节第一节步进电动机及其控制步进电动机及其控制第二节第二节直流伺服电动机及其控制直流伺服电动机及其控制第三节第三节交流伺服电动机及其控制交流伺服电动机及其控制第四节第四节直线电动机直线电动机第五节第五节控制电动机选择与计算实例控制电动机选择与计算实例4 引引 言言 控制电机（伺服电机）是电气伺服控制系统控制电机（伺服电机）是电气伺服控制系统的动力部件，是将电能转换为机械能的一种能量的动力部件，是将电能转换为机械能的一种能量转换装置。由于其可以在很宽的速度范围内进行转换装置。由于其可以在很宽的速度范围内进行连续、精确的控制，因而在机电一体化系统中得连续、精确的控制，因而在机电一体化系统中得

5、到广泛应用。到广泛应用。 控制电机有控制电机有回转和直线驱动电机回转和直线驱动电机，通过，通过电压、电压、电流、频率电流、频率（指令脉冲）等控制，实现定速、变（指令脉冲）等控制，实现定速、变速驱动或反复起动、停止的增量驱动及其它复杂速驱动或反复起动、停止的增量驱动及其它复杂驱动。驱动。5图图4-1 伺服电动机控制方式的基本形式伺服电动机控制方式的基本形式6 如图如图4-14-1示的示的开环系统无检测装置开环系统无检测装置，用步进电机驱动，每输入一个脉冲，步用步进电机驱动，每输入一个脉冲，步进电机就转一定角度，它的转速由脉冲进电机就转一定角度，它的转速由脉冲频率控制，转角大小由脉冲个数决定，频率

6、控制，转角大小由脉冲个数决定，由于开环系统无检测装置，误差无法测由于开环系统无检测装置，误差无法测出和补偿，故开环系统精度不高。出和补偿，故开环系统精度不高。 闭环和半闭环系统有检测装置闭环和半闭环系统有检测装置，闭，闭环系统的检测装置装到移动部件上，系环系统的检测装置装到移动部件上，系统中采用了反馈和误差补偿技术；半闭统中采用了反馈和误差补偿技术；半闭环系统的检测装置装到伺服电机上，在环系统的检测装置装到伺服电机上，在伺服电机尾部装有伺服电机尾部装有编码器和测速发电机编码器和测速发电机，分别检测移动部件的位移和速度。分别检测移动部件的位移和速度。 7伺服电机相关基本概念伺服电机相关基本概念n

7、对任何电动机，都可定义功率密度和比功率两项对任何电动机，都可定义功率密度和比功率两项指标。指标。功率密度：功率密度： ，P为电动机功率；为电动机功率；V为电动机的体为电动机的体积。积。 比功率：比功率： TN为额定转矩。为额定转矩。 8伺服电机相关基本概念伺服电机相关基本概念n对于起停较少的场合，如用于数控机械的进给、对于起停较少的场合，如用于数控机械的进给、机器人驱动的电动机，往往要求低速平稳、高速机器人驱动的电动机，往往要求低速平稳、高速振动小、转矩脉动小，并且调速全范围内稳定运振动小、转矩脉动小，并且调速全范围内稳定运行。这种场合下行。这种场合下功率密度是主要指标功率密度是主要指标。 n

8、对于起停较多的场合，如用于高速打印机、绘图对于起停较多的场合，如用于高速打印机、绘图仪、集成电路焊接的电动机，往往不特别要求低仪、集成电路焊接的电动机，往往不特别要求低速平稳性，而速平稳性，而比功率高是主要要求比功率高是主要要求。n比功率高低顺序依次是：比功率高低顺序依次是：直流无刷电动机直流无刷电动机步进电步进电机机直流伺服电动机直流伺服电动机交流伺服电动机。交流伺服电动机。 910第一节第一节 步进电机及其控制步进电机及其控制 一、步进电机的工作原理一、步进电机的工作原理 步进电机是将电脉冲信号转换成机械步进电机是将电脉冲信号转换成机械 角位移的执行元件。角位移的执行元件。每接受一个电脉冲

9、，每接受一个电脉冲， 在驱动电源的作用下，步进电机转子就转在驱动电源的作用下，步进电机转子就转 过一步，转过的角度为步距角。过一步，转过的角度为步距角。11 图图4-24-2为反应式步进电机结构简图。其为反应式步进电机结构简图。其定子有六个均匀分布的磁极，每两个相对磁定子有六个均匀分布的磁极，每两个相对磁极组成一相，即有极组成一相，即有U U- -U U 、V-VV-V、W-WW-W三相，磁三相，磁极上绕励磁绕组。定子、转子上都均匀分布极上绕励磁绕组。定子、转子上都均匀分布了一些齿了一些齿图图4-2 步进电动机结构图步进电动机结构图 转子角位移的大小及转速分转子角位移的大小及转速分别与输入的电

10、脉冲数及其频别与输入的电脉冲数及其频率成正比，率成正比，并在时间上与输并在时间上与输入脉冲同步，只要控制输入入脉冲同步，只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电电脉冲的数量、频率以及电机绕组通电相序即可获得所机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向，很需的转角、转速及转向，很容易用微机实现开环的数字容易用微机实现开环的数字控制。控制。U2U1W2W1V1V212B转子转子定子定子若若A-AA-A磁极磁极通电通电13由于励磁磁通总力图沿磁阻最小路径通过由于励磁磁通总力图沿磁阻最小路径通过，因此定子对，因此定子对转子产生电磁吸力，迫使转子齿转动，当转子转到与定转子产生电磁吸力，迫使转子齿转动，当转

11、子转到与定子齿对齐位置时，因转子只受径向力而无切线力，故转子齿对齐位置时，因转子只受径向力而无切线力，故转矩为零，转子被锁定在这个位置上。由此可见：定子与矩为零，转子被锁定在这个位置上。由此可见：定子与转子间的转子间的错齿错齿是助使步进电机旋转的根本原因。是助使步进电机旋转的根本原因。若对励磁绕组以一定方式通以直流励磁电流，则转若对励磁绕组以一定方式通以直流励磁电流，则转子以相应的方式转动。其转动原理其实就是电磁铁的工子以相应的方式转动。其转动原理其实就是电磁铁的工作原理作原理.14图图4-3 步进电动机工作原理图步进电动机工作原理图14 2314 2314 2314 23U1U2V1V2W2

12、W1 通电顺序：通电顺序： U 相相V 相相W 相相U 相。相。 U 相通电相通电 14 23U1U2V1V2W2W114 23 V 相通电相通电 U1U2V1V2W2W1 W 相通电相通电 14 2314 23一步一步两步两步三相单三拍三相单三拍15n 由图由图4-34-3看出，给看出，给U U相通电转子逆时针方向相通电转子逆时针方向转过了转过了3030角。给角。给V V相通电，转子逆时针再转过相通电，转子逆时针再转过3030角；如此按照角；如此按照UVWUUVWU的顺序通电，转的顺序通电，转子则沿逆时针方向一步步地转动，每步转过子则沿逆时针方向一步步地转动，每步转过3030，这个角度就叫这

13、个角度就叫步距角步距角。n显然，单位时间内通入的电脉冲数越多，即电显然，单位时间内通入的电脉冲数越多，即电脉冲频率越高，电机转速越高。三相励磁绕组脉冲频率越高，电机转速越高。三相励磁绕组依次单独通电运行，换接三次完成一个通电循依次单独通电运行，换接三次完成一个通电循环，称为三相单三拍通电方式。环，称为三相单三拍通电方式。16三相双三拍三相双三拍 通电顺序：通电顺序： UV 相相VW 相相WU 相相。 14 23U1U2V1V2W2W1 UV 相通电相通电 14 2314 23U1U2V1V2W2W1 VW 相通电相通电 14 2314 23U1U2V1V2W2W1 WU 相通电相通电 14 2

14、3 步距角：步距角： = 3014 2314 2317 步进电机还可以按三相六拍通电方式工作，即按步进电机还可以按三相六拍通电方式工作，即按UUUVUVVVVWVWWWWUWUUU顺序通电，换接六次完成一个通电循环。这顺序通电，换接六次完成一个通电循环。这种通电方式的步距角为种通电方式的步距角为15,15,是三拍通电时的一半。是三拍通电时的一半。 步进电机的步距角越小，意味着所能达到的位置精度越高。步进电机的步距角越小，意味着所能达到的位置精度越高。三三相相六六拍拍通电顺序：通电顺序：UUV VVW W WU U。14 23U1U2V1V2W2W1114 23U1U2V1V2W2W1214 2

15、3U1U2V1V2W2W1314 23U1U2V1V2W2W1414 23U1U2V1V2W2W1514 23U1U2V1V2W2W1614 23步距角：步距角： = 15 1835BYJ46步进电机步进电机 19步进电机步进电机驱动器驱动器20永磁式步进系列电动机永磁式步进系列电动机21四自由度教学机器人四自由度教学机器人22六自由度教学机器人六自由度教学机器人23 二、步进电机的特点二、步进电机的特点 根据上述工作原理，可以看出步进电机具有以下根据上述工作原理，可以看出步进电机具有以下 几个基本特点：几个基本特点： 1 1. .步进电机受数字脉冲信号控制，输出角位步进电机受数字脉冲信号控制

16、，输出角位 与输入脉冲数成正比，即：与输入脉冲数成正比，即： 式中式中 电机转过的角度，（电机转过的角度，（ ）；）； N N控制脉冲数；控制脉冲数； 步距角，（步距角，（ ）。）。 242.2.步进电机的转速与输入的脉冲频率成正比，步进电机的转速与输入的脉冲频率成正比，即：即： 式中式中n n电机转速（电机转速（r/minr/min）；）； f f控制脉冲频率控制脉冲频率(Hz)(Hz)。 3 3步进电机的转向可以通过改变通电顺序步进电机的转向可以通过改变通电顺序来改变；来改变； 25 4 4步进电机具有步进电机具有自锁能力自锁能力，一旦停止输入脉冲，一旦停止输入脉冲，只要维持绕组通电，电机

17、就可以保持在该只要维持绕组通电，电机就可以保持在该 固定位置。固定位置。 5 5. .步进电机工作状态不易受各种干扰因素（如电源电步进电机工作状态不易受各种干扰因素（如电源电压的波动、电流的大小与波形的变化、温度等）压的波动、电流的大小与波形的变化、温度等）的影响。只要干扰未引起步进电机产生的影响。只要干扰未引起步进电机产生“丢步丢步” ，就不影响其正常工作就不影响其正常工作26 6 6. .步进电机的步距角有误差，转子转过一步进电机的步距角有误差，转子转过一定步数以后也会出现累积误差，定步数以后也会出现累积误差，但转子转过但转子转过一转以后，其累积误差为一转以后，其累积误差为“零零”，不会长

18、期，不会长期积累；积累； 7 7. .易于直接与微机的易于直接与微机的I/OI/O接口，构成开环位接口，构成开环位置伺服系统。微机需要置伺服系统。微机需要D/AD/A转换接口可以产转换接口可以产生任意频率的脉冲信号。生任意频率的脉冲信号。27 因此，步进电机被广泛应用于因此，步进电机被广泛应用于开环开环结构的机电一体化系统，使系统简化，结构的机电一体化系统，使系统简化，并可靠地获得较高的位置精度并可靠地获得较高的位置精度。28三、步进电机的运行特性及性能指标三、步进电机的运行特性及性能指标 1. 1.步距角步距角 在一个电脉冲作用下（即一在一个电脉冲作用下（即一拍），电机转子转过的角位移称为步

19、距角。拍），电机转子转过的角位移称为步距角。步距角越小，分辨力越高步距角越小，分辨力越高。常见的步距角。常见的步距角有：度度有：度度 2.2.静态特性静态特性 步进电机的静态特性是指步进电机的静态特性是指它在它在稳定状态时稳定状态时的特性，包括静转矩、矩的特性，包括静转矩、矩- -角特性及静态稳定区。角特性及静态稳定区。 29 在空载状态下，给步进电机某相通以直流电流在空载状态下，给步进电机某相通以直流电流时，转子上没有转矩输出，此位置为时，转子上没有转矩输出，此位置为转子初始转子初始稳定平衡位置稳定平衡位置。如果在电机转子轴上加一负载。如果在电机转子轴上加一负载转矩转矩T TL L，则转子齿

20、的中心线与定子齿的中心线，则转子齿的中心线与定子齿的中心线将错过一个将错过一个（通常用电角度（通常用电角度ee表示）表示），才，才能重新稳定下来，能重新稳定下来， 叫做叫做失调角失调角。空载空载负载负载30角-距特性曲线 静态转矩随着失调角ee变化的曲线就是角矩特性曲线。可以证明，此曲线可近似地用一条正弦曲线表示，如图所示。静态转静态转矩越大，自锁力矩越大，静态误差就越小矩越大，自锁力矩越大，静态误差就越小。一般产品说明书中标。一般产品说明书中标示的最大静转矩就是指在额定电流通电方式下的示的最大静转矩就是指在额定电流通电方式下的T Tjmaxjmax。 当失调角当失调角ee在在-到到的范围内（

21、电角度）的范围内（电角度） ，若去掉负，若去掉负载转子载转子TLTL，转子仍能回到初始稳定平衡位置。，转子仍能回到初始稳定平衡位置。 因此，在因此，在-ee的区域称为步进电机的的区域称为步进电机的静态稳定区静态稳定区。U1U2V1V2W2W114 23U相通电4Tl31 3 3动态特性动态特性 步进电机的动态特性将直步进电机的动态特性将直接影响到系统的快速响应及工作的可靠性，接影响到系统的快速响应及工作的可靠性，在运行状态的转矩即为动态转矩，它随控在运行状态的转矩即为动态转矩，它随控制脉冲频率的不同而改变。制脉冲频率的不同而改变。脉冲频率增加，脉冲频率增加，动态转矩变小，动态转矩与脉冲频率的关

22、动态转矩变小，动态转矩与脉冲频率的关系称为矩系称为矩频特性。频特性。32指令脉冲指令脉冲图图4-4 步进电动机的驱动控制原理步进电动机的驱动控制原理环形环形分配器分配器功率功率驱动器驱动器步进步进电动机电动机负载负载输出输出驱动电源驱动电源 步进电机的运行特性与配套使用的驱动电源有密切步进电机的运行特性与配套使用的驱动电源有密切关系。驱动电源由环形脉冲分配器、功率放大器组成，关系。驱动电源由环形脉冲分配器、功率放大器组成，如图如图4-44-4所示。驱动电源是将变频信号源送来的脉冲及所示。驱动电源是将变频信号源送来的脉冲及方向信号按要求的配电方式自动地循环供给电机各相绕方向信号按要求的配电方式自

23、动地循环供给电机各相绕组，以驱动电机转子正反向旋转组，以驱动电机转子正反向旋转四、步进电机的驱动控制四、步进电机的驱动控制33环形分配器：硬件环分与软件环分环形分配器：硬件环分与软件环分驱驱动动器器34 从计算机输出口或从环形分配器输出的从计算机输出口或从环形分配器输出的信号脉冲电流一般只有几伏、几个毫安，不信号脉冲电流一般只有几伏、几个毫安，不能直接驱动步进电机，必须采用能直接驱动步进电机，必须采用功率放大器功率放大器将脉冲电流进行放大将脉冲电流进行放大，使其增加到几至十几，使其增加到几至十几安培，从而驱动步进电机运转。因此，安培，从而驱动步进电机运转。因此，只要只要控制输入电脉冲的数量和频

24、率就可精确控制控制输入电脉冲的数量和频率就可精确控制步进电机的转角和速度。步进电机的转角和速度。35功率放大功率放大36斩波恒流功放斩波恒流功放图斩波恒流功放电路图斩波恒流功放电路 n是利用斩波方法使电流恒定在额定值附近。是利用斩波方法使电流恒定在额定值附近。U=iU=iL LR R121237控制计算机控制计算机如如80518051小功率步进电机可以自己设计脉冲分配器和功率放大器，小功率步进电机可以自己设计脉冲分配器和功率放大器，也可以选则集成芯片来设计也可以选则集成芯片来设计计算机计算机3839 五、步进电机的选用五、步进电机的选用 选用步进电机时，必须首先根据机械结构选用步进电机时，必须

25、首先根据机械结构 草图计算机械传动装置及负载折算到电动机草图计算机械传动装置及负载折算到电动机 轴上的轴上的等效转动惯量等效转动惯量，分别计算各种工况下，分别计算各种工况下 所需的所需的等效力矩等效力矩。 再根据再根据步进电机最大静转矩和起动、运行矩步进电机最大静转矩和起动、运行矩- -频特性选择频特性选择 合适的步进电机。合适的步进电机。 401 1转矩和惯量匹配条件转矩和惯量匹配条件 为了使步进电机具有良好的起动能力及较为了使步进电机具有良好的起动能力及较快的响应速度，通常推荐：快的响应速度，通常推荐： 及及JL/Jm4JL/Jm4 式中式中TmaxTmax步进电机的最大静转矩；步进电机的

26、最大静转矩； TL TL换算到电机轴上的扭矩；换算到电机轴上的扭矩； Jm Jm步进电机转子上的最大惯性矩；步进电机转子上的最大惯性矩； JL JL折算到步进电机转子上的等效转动惯折算到步进电机转子上的等效转动惯量。量。 41确定起动频率是否满足要求确定起动频率是否满足要求 根据上述条件，初步选择步进电机的型号，根据上述条件，初步选择步进电机的型号，然后，根据动力学公式检查其起动能力和运然后，根据动力学公式检查其起动能力和运动参数，如起动频率、起动时间、运行速度动参数，如起动频率、起动时间、运行速度等。等。n 突然给电机加上突然给电机加上某一频率某一频率的输入脉冲使转的输入脉冲使转子从静止状态

27、启动，保证转子能子从静止状态启动，保证转子能不失（丢）不失（丢）步步, ,正常运行的最高脉冲频率称为正常运行的最高脉冲频率称为最大起动频最大起动频率率. .42由于步进电机的由于步进电机的起动矩起动矩频特性曲线频特性曲线是在是在空载下空载下作出的，检查其起动能力时应考虑惯性负载对起作出的，检查其起动能力时应考虑惯性负载对起动转矩的影响，然后，再查其起动转矩和计算起动转矩的影响，然后，再查其起动转矩和计算起动时间。动时间。43 不同不同J JL L/ /J Jm m下的矩下的矩频特性如图频特性如图4-54-5。由此可见，。由此可见，J JL L/ /J Jm m比值增大，最大起动频率越小比值增大

28、，最大起动频率越小，其加减其加减速时间将会延长，这就失去了快速性。速时间将会延长，这就失去了快速性。 图图4-5 不同不同 下的矩频特下的矩频特性性44 当在起动矩当在起动矩频特性曲线上查不到带惯性负载时频特性曲线上查不到带惯性负载时的最大起动频率时，可用下式近似计算：的最大起动频率时，可用下式近似计算： （4-14-1） 式中式中fLfL带惯性负载的最大起动频率，带惯性负载的最大起动频率，HzHz或或p/sp/s； fm fm电机本身的最大空载起动频率，电机本身的最大空载起动频率，HzHz或或p/sp/s； Jm Jm电机转子转动惯量，电机转子转动惯量，kgm2kgm2。 JL JL换算到电

29、机轴上的转动惯量，换算到电机轴上的转动惯量，kgm2kgm2。 当当JLJL/ /JmJm=3=3时，时，fL fmfL fm。 45 2 2步矩角的选择和精度步矩角的选择和精度 步矩角的选择是由步矩角的选择是由脉冲当量等因素脉冲当量等因素来决定来决定的。步进电机的步距角精度将会影响开环系的。步进电机的步距角精度将会影响开环系统的精度。统的精度。 电机的转角电机的转角 ，其中，其中 为步矩角精度，为步矩角精度， 步矩角精度是在空载条件下，在步矩角精度是在空载条件下，在360360范围内，范围内，转子从任意位置步进运行时，每隔指定的步数，转子从任意位置步进运行时，每隔指定的步数，测定其实际角位移

30、与理论角位移之差，称为测定其实际角位移与理论角位移之差，称为静止静止角度误差角度误差，并用正负峰值之间的，并用正负峰值之间的1 12 2来表示。其来表示。其误差越小，电动机精度越高。一般误差越小，电动机精度越高。一般 为为 的的（3 35 5）, ,但它不受但它不受N N值大小的影响，即不会值大小的影响，即不会产生累积误差。产生累积误差。46步进电机选择计算实例步进电机选择计算实例47 第二节第二节 直流伺服电机及其控制直流伺服电机及其控制 直流伺服电机是用直流电供电的电机，直流伺服电机是用直流电供电的电机， 它在机电一体化设备中作为驱动元件，它在机电一体化设备中作为驱动元件， 其功能是将输入

31、的受控电压其功能是将输入的受控电压/ /电流能量，电流能量， 转换为电枢轴上的角位移或角速度输出。转换为电枢轴上的角位移或角速度输出。 48一、直流伺服电动机的分类与结构一、直流伺服电动机的分类与结构 1. 1.工作原理工作原理 NSUNSU49NSNSUU电刷电刷换向片换向片直流直流电流电流交流交流电流电流电磁转矩电磁转矩(拖动转矩拖动转矩)换向换向机械机械负载负载旋转旋转克克 服服反电反电动势动势做功做功 电磁关系电磁关系50电枢等效电路图电枢等效电路图 Ua=Ea+IaRaEa=Ce式中，式中，Ce是电动势常数，仅与电动机结构有关；是电动势常数，仅与电动机结构有关；是定子磁场中每极的气隙

32、磁通量是定子磁场中每极的气隙磁通量Ua-IaRa=Ce补充：直流电动机的电压平衡方程式补充：直流电动机的电压平衡方程式51 此外，电枢电流切割磁场磁力线所产生的电磁 转矩Tm可由下式表达: Tm=CmIa则 式中，Cm是转矩常数，仅与电动机结构有关。 因此可得到直直流流伺伺服服电电动动机机运运行行特特性性的一般表达式： Ua-IaRa=Ce52nn 由此可以得出空载空载（ Tm0，转子惯量忽略不计）和电机起动起动（0）时的电机特性:n（1） =0时，有n （1） Tm =0时，有n 53把角速度看作是电磁转矩Tm的函数，即=f(Tm)，则可得到直流伺服电动机的机机械械特特性性表达式为 式中,0

33、是常数， 图 直流伺服电动机的机械特性机械特性：机械特性：是一定控制电压下转速与转矩之间的关系是一定控制电压下转速与转矩之间的关系 。直流电机的机械特性直流电机的机械特性54 把角速度看作是电枢电压Ua的函数，即=f(Ua)，则可得到直流伺服电动机的调节特性调节特性表达式n调节特性：调节特性：指一定负载转矩下指一定负载转矩下稳态转速稳态转速随控制电压变化的关系随控制电压变化的关系n直流电机的调节特性直流电机的调节特性图 直流伺服电动机的调节特性直流电动机具有优良的调直流电动机具有优良的调速特性速特性, ,调速平滑、方便调速平滑、方便, ,调速范围广。调速范围广。55外电阻对直流电机机械性能的影

34、响外电阻对直流电机机械性能的影响外界电阻使直流电机机械特性变软，伺服控制性能变差56二、直流伺服电机的特点二、直流伺服电机的特点 直流伺服电机有如下特点：直流伺服电机有如下特点： 1. 1.稳定性好稳定性好 直流伺服电机具有直流伺服电机具有下垂的机械下垂的机械性性，能在较宽的速度范围内稳定运行。，能在较宽的速度范围内稳定运行。 2.2.可控性好、控制方法简单直流伺服电机具可控性好、控制方法简单直流伺服电机具有线性的调节特性，能使转速正比于控制电有线性的调节特性，能使转速正比于控制电压的大小；转向取决于控制电压的极性；控压的大小；转向取决于控制电压的极性；控制电压为零时，转子惯性很小，能立即停止

35、。制电压为零时，转子惯性很小，能立即停止。 573.3.响应迅速响应迅速 直流伺服电机具有较大的起动转矩和直流伺服电机具有较大的起动转矩和较小的转动惯量，在控制信号增加、减小或消失较小的转动惯量，在控制信号增加、减小或消失的瞬间，直流伺服电机能快速起动增速、快速减的瞬间，直流伺服电机能快速起动增速、快速减速和快速停止。速和快速停止。4.4.控制功率低，损耗小。控制功率低，损耗小。5.5.转矩大转矩大 直流伺服电机广泛应用在宽调速直流伺服电机广泛应用在宽调速 系统和精确位置控制系统中系统和精确位置控制系统中缺点缺点：电刷和转换器使用寿命较低，需要定期更换；有火花，维护不便。58 三、直流伺服电机

36、的驱动及控制三、直流伺服电机的驱动及控制 1.1.直流伺服电机的驱动方式直流伺服电机的驱动方式电机驱动控制中，电机驱动控制中，实质上是通过对电机驱动电实质上是通过对电机驱动电源的控制源的控制，来进一步控制电机的驱动电流和电压，来进一步控制电机的驱动电流和电压。 直流伺服电机用直流供电，为调节电机转速和方直流伺服电机用直流供电，为调节电机转速和方向，需要对其直流电压的大小和方向进行控制。向，需要对其直流电压的大小和方向进行控制。直流电机常用的调速方法：脉冲宽宽（直流电机常用的调速方法：脉冲宽宽（PWMPWM）调速）调速59脉冲调制器脉冲调制器是一个电压是一个电压脉宽变换器装置，脉宽变换器装置，输

37、入的是电压量输入的是电压量 ，输出则是宽度受控制的脉冲量输出则是宽度受控制的脉冲量。 脉宽调制脉宽调制(PWM)(PWM)直流调速驱动系统原理如图直流调速驱动系统原理如图4-64-6所示。所示。设开关设开关K K周期性地闭合、断开，在一个周期周期性地闭合、断开，在一个周期T T内，闭合的内，闭合的时间是时间是，断开的时间是，断开的时间是T T- -。若外加电源电压。若外加电源电压U U为常数，为常数，则电源加到电机电枢上的电压波形将是一个方波列，高则电源加到电机电枢上的电压波形将是一个方波列，高度为度为U U，宽度为，宽度为。图图4-6 PWM直流调速驱动系统原理图直流调速驱动系统原理图a)

38、控制原理图控制原理图 b)电压时间关系图电压时间关系图60 图中的二极管为续流二极管，当图中的二极管为续流二极管，当K K断开时，由于断开时，由于电感电感L La a的存在，电机的电枢电流的存在，电机的电枢电流IaIa可通过它形可通过它形成回路而继续流动，因此尽管电压呈脉动状，成回路而继续流动，因此尽管电压呈脉动状，而电流还是连续的。而电流还是连续的。式中式中 称为导通率，称为导通率，又称占空系数。当又称占空系数。当T T不变不变时，只要连续地改变时，只要连续地改变就可以连续地使就可以连续地使UaUa由由0 0U U，从而达到连续改变电，从而达到连续改变电机转速之目的。常选用机转速之目的。常选

39、用的开关频率为的开关频率为5005002500Hz2500Hz。平均电压：平均电压：61 根据选用的开关元件不同，目前常用根据选用的开关元件不同，目前常用可控硅（晶闸管）直流调速驱动可控硅（晶闸管）直流调速驱动和和晶体晶体管脉宽调速驱动管脉宽调速驱动两种方式。两种方式。(1)晶闸管SCR晶闸管的开关特性如下： 1) 起始时若控制极G不加电压，则不论阳极A 加正向还是反向电压，晶闸管均不导通，这说明晶闸管具有正、反向阻断能力。 2) 晶闸管的阳极A和控制极G同时加正向电压时晶闸管才能导通，这是晶闸管导通必须同时具备的两个条件。 3) 在晶闸管导通之后，其控制极 G就失去了控制作用。欲使晶闸管恢复

40、阻断状态，必须把阳极电流降低到一定值(小于维持电流)。因此晶闸管是一种具有半控特性的大功率器件，只能控因此晶闸管是一种具有半控特性的大功率器件，只能控制电路的导通，而不能控制电路的关断！制电路的导通，而不能控制电路的关断！, ,可控硅（晶可控硅（晶闸管）直流调速驱动只能用交流电供电，通过过零闭合。闸管）直流调速驱动只能用交流电供电，通过过零闭合。62n为克服晶闸管的缺点，全控型元件逐渐得到发展，大功率晶体管。这类元件的特点是不仅能控制电路的导通，还能控制电路的关断。 大功率晶体管从原理上来讲与普通三极管是一致的，大功率晶体管从原理上来讲与普通三极管是一致的，主要在大功率领域内应用，也称为电力晶

41、体管。与晶闸管主要在大功率领域内应用，也称为电力晶体管。与晶闸管相比，功率晶体管不仅可以实现导通控制，还可以实现关相比，功率晶体管不仅可以实现导通控制，还可以实现关断控制，是全控元件，而且开关速度远大于晶闸管。断控制，是全控元件，而且开关速度远大于晶闸管。大功大功率晶体管只能工作于饱和导通或截止两种状态率晶体管只能工作于饱和导通或截止两种状态，因此，从，因此，从功能上可以将功率晶体管看做是一个工作在开关状态下的功能上可以将功率晶体管看做是一个工作在开关状态下的大功率三极管。大功率三极管。(2)大功率晶体管大功率晶体管63n直流电机功率驱动电路结构直流电机功率驱动电路结构 关键是产生宽度可调的脉

42、冲信号，即 PWM信号脉宽信号64电压电压-脉宽脉宽变换器结构变换器结构65直流电机控制驱动原理图直流电机控制驱动原理图计计算算机机D/AD/A66计计算算机机D/AD/A对于小型的直流电机，也可以自己设计对于小型的直流电机，也可以自己设计PWMPWM功率放大器，或者功率放大器，或者选择专门的选择专门的PWMPWM功率放大器芯片功率放大器芯片( (如如L298)L298)！对于大型直流电机对于大型直流电机交流交流- -直流直流转换器转换器67L298L29868第三节第三节 交流电机及其控制交流电机及其控制 一、交流电机的种类和结构特点一、交流电机的种类和结构特点 与直流电机相比，交流电机的体

43、积和质量较大，与直流电机相比，交流电机的体积和质量较大，效率低。但是随着电力电子技术的发展，大功率效率低。但是随着电力电子技术的发展，大功率的交流电机正迅速取代直流电机。的交流电机正迅速取代直流电机。 69感应型（感应型（IMIM）：）： 指鼠笼型感指鼠笼型感应电机。应电机。 特点特点:(1):(1)对定子电对定子电流的激励分量和转流的激励分量和转矩分量分别控制；矩分量分别控制； (2) (2)具有直流具有直流伺服电机的全部优伺服电机的全部优点。点。70感应交流电机的结构感应交流电机的结构二、二、IM型伺服电机的控制方法型伺服电机的控制方法71交流电机的电磁转矩交流电机的电磁转矩其中其中 S

44、S为转差率为转差率R2R2为转子每项的电阻为转子每项的电阻X20X20为启动瞬时每项的漏感抗为启动瞬时每项的漏感抗U1U1为定子电源电压为定子电源电压n机械特性：异步电动机的稳机械特性：异步电动机的稳态机械特性指态机械特性指电压恒定时，电压恒定时，转矩转矩T T与转差率与转差率s s或转速或转速n n的的函数关系。函数关系。曲线上的重要点有：曲线上的重要点有： nN nN ，TNTN额定转速和额定额定转速和额定转矩转矩 TstTst起动转矩起动转矩KTKT为有电动机结构决定的常数为有电动机结构决定的常数TUa增大增大72稳定工作区曲线bc段(下降段)n设电动机的负载转矩TL为稳定值，与电动机的

45、转速无关。电动机工作在N点，当T= TL时，电动机以恒定速度运转，工作在bc段。n若某种原因使负载转矩若某种原因使负载转矩TL有所增大有所增大， 由于惯性电磁转矩T还来不及变化，于是有TTL ，电动机将减速运行，n减小。由T(n)曲线可知： n减小又将使T增大，重新使电磁转矩T= TL 。这时电动机以较原来略低的转速这时电动机以较原来略低的转速稳定运行稳定运行。n这一过程可以表示为：n当扰动消失，电动机可以重新回到N点工作。e73不稳定工作区曲线ab段（上升段）n不稳定工作区对应于T(n)曲线的ab段。电磁转矩电磁转矩T随着速度的增随着速度的增加而增大加而增大。电动机在这个区域工作时是不稳定的

46、。n一旦平衡被打破，如果TTL，电动机会越过最大转矩Tm跑到稳定工作区bc中去。n注意：“闷车”容易烧毁电动机74 (1)1)交流感应电机的变频调速控制交流感应电机的变频调速控制 1) 1)交流感应电机的特性交流感应电机的特性 交流感应电动机的转速交流感应电动机的转速n n与下列因素有关：与下列因素有关： （4-44-4） 式中式中n n电动机转速；电动机转速； f f外加电源频率；外加电源频率； p p电动机极对数；电动机极对数； S S滑差率。滑差率。 75n1. 改变转差率改变转差率s，可在转子绕组中串接电阻来改变转差率s 。 这种方法成本低，易实现，但调速机械特性很软，低速运这种方法成

47、本低，易实现，但调速机械特性很软，低速运行时电阻损耗很大行时电阻损耗很大。改变定子电压U也可改变转差率s，这种方法损耗也很大。损耗使电动机的效率降低，特性变差。n2. 改变极对数改变极对数p，这种方法调速是有级的，而且调速范围窄。电动机设计制造时就已决定了p的可取值，往往是2或3。n3. 改变定子供电频率改变定子供电频率f，可以无级地改变电动机的同步转速n0，这种方法称为变频调速，如果定子电压与定子供电频率f 协调，性能会更好。随着电力电子技术的发展，变频调速应用日益广泛。76 2)2)变频调速方法变频调速方法 实现变频调速的方法很多，可分为实现变频调速的方法很多，可分为交一交一 直直交变频、

48、交交变频、交交变频、脉宽调制变频交变频、脉宽调制变频 （SPWMSPWM）等）等。其中每一种变频又有很多变。其中每一种变频又有很多变 换形式和接线方法。换形式和接线方法。 77交交直直交变频调速系统交变频调速系统 如图如图4-114-11所示为交所示为交直直交变频器的主交变频器的主回路，它由回路，它由整流器（顺变器）中间滤波环整流器（顺变器）中间滤波环节和逆变器三部分节和逆变器三部分组成。图中顺变器为晶组成。图中顺变器为晶闸管三相桥式电路，其作用是将定压定频闸管三相桥式电路，其作用是将定压定频交流电变换为可调直流电，交流电变换为可调直流电，78图图4-11 交交直直交变频器交变频器79 然后经

49、电容器或电抗器对整直后的然后经电容器或电抗器对整直后的电压或电流进行滤波，作为逆变器的直电压或电流进行滤波，作为逆变器的直流供电电源。逆变器也是晶闸管三相桥流供电电源。逆变器也是晶闸管三相桥式电路，它将式电路，它将直流电变换为可调频率的直流电变换为可调频率的交流电，是变频器的主要组成部分。交流电，是变频器的主要组成部分。80交交交变频调速系统交变频调速系统 交交交变频调速属直接变频交变频调速属直接变频，它把，它把频率和电压都恒定的工频交流电，直接变频率和电压都恒定的工频交流电，直接变换成电压和频率可控的交流电供异步电动换成电压和频率可控的交流电供异步电动机激磁。机激磁。81 最常用的主电路是给

50、电机每一相最常用的主电路是给电机每一相都用了正、反组可控整流的可逆变流装都用了正、反组可控整流的可逆变流装置，并用所需的置，并用所需的U U1/1/f f1=1=常数的正弦波模常数的正弦波模拟信号去控制正、反组的触发，即可得拟信号去控制正、反组的触发，即可得到频率和电压都符合变频要求的近似正到频率和电压都符合变频要求的近似正弦输出。弦输出。 820833 3）SPWMSPWM变频调速变频调速 SPWM SPWM变频调速是最近发展起来变频调速是最近发展起来的，其触发电路输出是一系列频率可的，其触发电路输出是一系列频率可调的脉冲波，脉冲的幅值恒定而宽度调的脉冲波，脉冲的幅值恒定而宽度可调，因而可以

51、根据可调，因而可以根据U U1/1/f f1 1比值在变比值在变频的同时改变电压。并可按一定规律频的同时改变电压。并可按一定规律调制脉冲宽度，调制脉冲宽度，如按正弦波规律调制，如按正弦波规律调制，这就是这就是SPWMSPWM变频调速。变频调速。84 SPWM SPWM变频的工作原理可用变频的工作原理可用图图4-124-12和和4-134-13 加以说明。加以说明。 若希望变频输出为图若希望变频输出为图4-11a4-11a所示的正弦所示的正弦波电压，则它可以用波电压，则它可以用4-12b4-12b所示一系列幅值所示一系列幅值不变的矩形脉冲来等效。与直流不变的矩形脉冲来等效。与直流PWMPWM相似

52、，相似，SPWMSPWM也分也分单极和双极两种单极和双极两种工作方式。工作方式。85图图4-12 正弦波等效的矩形脉冲波正弦波等效的矩形脉冲波图图4-13 单极性单极性SPWM波形波形 随着随着u u1 1的幅值和频率的变化，调制的脉冲也会在宽的幅值和频率的变化，调制的脉冲也会在宽度和频率上作相应的变化，保证了变频要求的度和频率上作相应的变化，保证了变频要求的U U1/1/f f1=1=常值。常值。86 图图4-134-13为单极式为单极式SPWMSPWM的波形图。其控的波形图。其控制方法是将相同极性的正弦波基准信号制方法是将相同极性的正弦波基准信号u u1 1与等幅等矩的三角波与等幅等矩的三

53、角波utut相比较，以其相比较，以其交点为相应变流器件换流的开关点，交交点为相应变流器件换流的开关点，交点间隔即为被调制脉冲的宽度。点间隔即为被调制脉冲的宽度。 随着随着u u1 1的幅值和频率的变化，调制的幅值和频率的变化，调制的脉冲也会在宽度和频率上作相应的变的脉冲也会在宽度和频率上作相应的变化，保证了变频要求的化，保证了变频要求的U U1/1/f f1=1=常值。对常值。对负半周可通过反向器得到负的脉冲波。负半周可通过反向器得到负的脉冲波。87 显然，必须使显然，必须使u u110v0为电动机正转工作行程；为电动机正转工作行程；v0v33时，对电动机的灵敏度与响应时间有很大影时，对电动机

54、的灵敏度与响应时间有很大影响响, ,甚至会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。甚至会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。117 （2 2）对于采用大惯量交流伺服电动机对于采用大惯量交流伺服电动机的伺服系统，的伺服系统， 其比值通常推荐为其比值通常推荐为 0.25 0.25J Je e/ /J Jm m11 所谓大惯量是相对小惯量而言，其数值所谓大惯量是相对小惯量而言，其数值J Jm m0.6kgm0.6kgm2 2。大惯量宽调速伺服电机的特点是惯量大、转。大惯量宽调速伺服电机的特点是惯量大、转矩大，且能在矩大，且能在低速下提供额定转矩，常常不需要传动装低速下提供额定转矩，常常不需要传动装置

55、而与滚珠丝杠直接相连，而且受惯性负载的影响小置而与滚珠丝杠直接相连，而且受惯性负载的影响小，调速范围大；热时间常数有的长达调速范围大；热时间常数有的长达100min100min，比小惯量电，比小惯量电动机的热时间常数动机的热时间常数2 23min3min长得多，并允许长时间的过长得多，并允许长时间的过载，即过载能力强。其次，由于其特殊构造使其转矩波载，即过载能力强。其次，由于其特殊构造使其转矩波动系数很小（动系数很小（2%2%）。因此，采用这种电动机能获得优）。因此，采用这种电动机能获得优良的低速范围的速度刚度和动态性能，在现代数控机床良的低速范围的速度刚度和动态性能，在现代数控机床中应用较广

56、。中应用较广。118第四节第四节 直线电动机直线电动机 过去，直线运动一般用旋转电机通过过去，直线运动一般用旋转电机通过曲柄连杆、蜗曲柄连杆、蜗轮蜗杆、齿轮齿条、凸轮推杆轮蜗杆、齿轮齿条、凸轮推杆等传动机构来获得的。导等传动机构来获得的。导致结构复杂，重量重，体积大，啮合精度差且工作不可致结构复杂，重量重，体积大，啮合精度差且工作不可靠等缺点。靠等缺点。 直线电机是不需要中间转换装置，而能直接输出直直线电机是不需要中间转换装置，而能直接输出直线运动的电动机械。线运动的电动机械。119目前直线电动机主要应用的机型有目前直线电动机主要应用的机型有直线感直线感应电动机应电动机、直线直流电动机直线直流

57、电动机和和直线步进电直线步进电动机动机三种。三种。 直线电机的分类：直线电机的分类：直线电动机可以认为是从旋转电机演变而来的直线电动机可以认为是从旋转电机演变而来的120图图4-17 直线电动机的形成直线电动机的形成一、直线感应电动机一、直线感应电动机 直线感应电动机可以看作是由普通直线感应电动机可以看作是由普通的旋转感应电动机直接演变而来的。的旋转感应电动机直接演变而来的。分动次级、动初级两类分动次级、动初级两类121 当初级的多相绕组中通入多相电流后，会产生一个气隙当初级的多相绕组中通入多相电流后，会产生一个气隙基波磁场，但是这个磁场的磁通密度波基波磁场，但是这个磁场的磁通密度波B B 是

58、直线移动是直线移动的，故称为行波磁场。显然的，故称为行波磁场。显然 行波的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面上的行波的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面上的 线速度是一样的，即为线速度是一样的，即为v vs s，称为同步速度，且，称为同步速度，且 （cm/scm/s） 在行波磁场切割下，次级导条将产生感应电势和电流，在行波磁场切割下，次级导条将产生感应电势和电流，导条的电流和气隙磁场相互作用，便产生切向电磁力。导条的电流和气隙磁场相互作用，便产生切向电磁力。若初级固定不动，那末次级就顺着行波磁场运动的方向若初级固定不动，那末次级就顺着行波磁场运动的方向作直线运动。若次级移动的速度用作直线运动。若次

59、级移动的速度用v v，则滑差率：，则滑差率： 次级移动速度：次级移动速度： 122 上式表明直线感应电动机的速度与电机极上式表明直线感应电动机的速度与电机极距及电源频率成正比。距及电源频率成正比。 与旋转电机一样，改变直线电机初级绕组与旋转电机一样，改变直线电机初级绕组的通电相序，可改变电机运动的方向，因而可使的通电相序，可改变电机运动的方向，因而可使直线电机作往复直线运动。直线电机作往复直线运动。 123图图4-19 平板型直线电动平板型直线电动机机图图4-194-19所示的平板型直线电机为单边型。单边型除所示的平板型直线电机为单边型。单边型除了产生切向力外，还产生较大的法向力了产生切向力外

60、，还产生较大的法向力图图4-18中直线电机的初级和次级长度相等，这在实用中直线电机的初级和次级长度相等，这在实用中是行不通的，因为工作中电磁耦合减小，影响工作。中是行不通的，因为工作中电磁耦合减小，影响工作。因此，在实际应用中必须把初、次级做得长短不等。因此，在实际应用中必须把初、次级做得长短不等。根据初、次级间相对长度，可把平板型直线电机分成根据初、次级间相对长度，可把平板型直线电机分成短初级和短次级两类，如图短初级和短次级两类，如图4-19所示。所示。124图图4-20 双边型直线电动机双边型直线电动机德国百格拉公司直线电德国百格拉公司直线电动机动机125图图4-21 管型直线感应电动机的

61、形成管型直线感应电动机的形成126图图4-22 圆盘型直线电动机圆盘型直线电动机127 二、直线直流电动机二、直线直流电动机 直线直流电机主要有两种类型：直线直流电机主要有两种类型：永磁式和电磁式永磁式和电磁式。 前者多用在功率较小的自动记录仪表中，而后者前者多用在功率较小的自动记录仪表中，而后者 则用在驱动功率较大的机构。则用在驱动功率较大的机构。 永磁式直线电机结构如图永磁式直线电机结构如图4-234-23所示。在线圈的行程范围内，所示。在线圈的行程范围内，永久磁铁产生的磁场强度分布很均匀。永久磁铁产生的磁场强度分布很均匀。当可动线圈中通入电流后，当可动线圈中通入电流后，载有电流的导体在磁

62、场中就会受到电磁力的作用载有电流的导体在磁场中就会受到电磁力的作用。这个电磁力可。这个电磁力可由由左手定则左手定则来确定。改变电流的大小和方向，即可控制线圈的推来确定。改变电流的大小和方向，即可控制线圈的推理和方向理和方向 图图4-23 永磁式直线直流电动机永磁式直线直流电动机结构简单，但是功率小结构简单，但是功率小128图图4-24 电磁式直线直流电动机电磁式直线直流电动机当当功率较大功率较大时，直线电机可改为由绕组通入直流时，直线电机可改为由绕组通入直流电励磁所产生，成为电磁式直线直流电机。图电励磁所产生，成为电磁式直线直流电机。图4-4-2424表示这种电机的典型结构，其中图表示这种电机

63、的典型结构，其中图a a是是单极电单极电机；图机；图b b是是两极电机两极电机。此外，还可做成多极电机。此外，还可做成多极电机。129 三、直线步进电动机三、直线步进电动机 可实现数字控制，可实现数字控制，直线步进电动机在不需要闭直线步进电动机在不需要闭环控制的条件下，能够提供一定精度、可靠的位环控制的条件下，能够提供一定精度、可靠的位置和速度控制，这是直流电动机和感应电动机不置和速度控制，这是直流电动机和感应电动机不能做到的能做到的。因此，直线步进电动机具有。因此，直线步进电动机具有直接驱动、直接驱动、容易控制、定位精确等优点容易控制、定位精确等优点。直线步进电机主要。直线步进电机主要可分为

64、反应式和永磁式两种可分为反应式和永磁式两种 。130 图图4-244-24表示这种电机的结构和工作原理。其中定子表示这种电机的结构和工作原理。其中定子用铁磁材料制成如图所示那样的用铁磁材料制成如图所示那样的 “ “ 定尺定尺”，其上开有，其上开有间距为间距为 t t 的矩形齿槽，槽中填满非的矩形齿槽，槽中填满非磁材料磁材料( (如环氧树脂如环氧树脂) )使整个定子表面非常光滑。动子上装有两块永久磁钢使整个定子表面非常光滑。动子上装有两块永久磁钢A A和和B B，每一磁极端部装有用铁磁材料制成的，每一磁极端部装有用铁磁材料制成的形极片，形极片，每块极片有两个齿每块极片有两个齿( (如如 a a

65、和和 c c) )，齿距为，齿距为t t， 磁钢磁钢 B B 与与 A A 相同，但极性相反，它们之间的距离相同，但极性相反，它们之间的距离应等于（应等于（k k 1/4 1/4）t t 。这样，当其中一个磁钢的齿完。这样，当其中一个磁钢的齿完全与定子齿和槽对齐时，另一磁钢的齿应处在定子的齿全与定子齿和槽对齐时，另一磁钢的齿应处在定子的齿和槽的中间。和槽的中间。A A通通正正电电131图图4-25永永磁磁式式直直线线步步进进电电动动机机工工作作原原理理图图A A通通正正电电B B通通正正电电A A通通负负电电B B通通负负电电132 相反，如果想使动子向左移动，相反，如果想使动子向左移动，只要

66、把只要把 4 4 个阶段倒过来个阶段倒过来。为减小步距，削弱振动和噪音，。为减小步距，削弱振动和噪音，这种电机可采用这种电机可采用细分电路驱动细分电路驱动，使电机实现微步，使电机实现微步距移动。还可用两相交流电控制，如果距移动。还可用两相交流电控制，如果 A A 相绕相绕组中加正弦电流，则在组中加正弦电流，则在 B B 相绕组中加余弦电流。相绕组中加余弦电流。当绕组中电流变化一个周期时，动子就移动一个当绕组中电流变化一个周期时，动子就移动一个齿距；如果要改变移动方向，可通过改变绕组中齿距；如果要改变移动方向，可通过改变绕组中的电流极性来来实现。的电流极性来来实现。133 如要求动子作平面运动，

67、这时应将定子改为一块如要求动子作平面运动，这时应将定子改为一块 平板，其上开有平板，其上开有x x、y y 轴方向的齿槽，定子齿排成轴方向的齿槽，定子齿排成 方格形，槽中注入环氧树脂，而动子是由两台上方格形，槽中注入环氧树脂，而动子是由两台上述那样的直线步进电机组合起来制成的，如图述那样的直线步进电机组合起来制成的，如图4-264-26所示。所示。设计适当的程序控制语言，产生一定的脉冲信号，就可设计适当的程序控制语言，产生一定的脉冲信号，就可使动子在使动子在 x y x y 平面上作任意轨迹的运动，并定位在平平面上作任意轨迹的运动，并定位在平面上任何一点，这就成为平面步进电动机了。面上任何一点

68、，这就成为平面步进电动机了。图图4-26 永磁平面步进电动机永磁平面步进电动机134 综上，与旋转电机传动相比，直线电机传动具有综上，与旋转电机传动相比，直线电机传动具有下列优点：下列优点： (1) (1) 直线电机由于不需要中间传动机械，直接输直线电机由于不需要中间传动机械，直接输出直线运动出直线运动，因而使整个机械得到简化，提高了，因而使整个机械得到简化，提高了精度，精度， 减少了振动和噪音；减少了振动和噪音； (2) (2)快速响应快速响应：用直线电机驱动时，不存在中间：用直线电机驱动时，不存在中间传动机构的惯量和阻力矩的影响，可实现快速启传动机构的惯量和阻力矩的影响，可实现快速启动和正

69、反向运行；动和正反向运行；(3)(3)仪表用的直线电机，可以省去电刷和换向器仪表用的直线电机，可以省去电刷和换向器等易损零件，等易损零件，提高可靠性提高可靠性，延长使用寿命；，延长使用寿命；(4)(4)直线电机由于散热面积大，容易冷却，所以直线电机由于散热面积大，容易冷却，所以允许较高的电磁负荷，可提高电机的容量定额；允许较高的电磁负荷，可提高电机的容量定额；(5)(5)装配灵活装配灵活，往往可将电机和其它机件合成一，往往可将电机和其它机件合成一体。体。135第五节第五节 控制电机选择计算实例控制电机选择计算实例 一、步进电机选择计算实例一、步进电机选择计算实例 简易数控机床的纵向（简易数控机

70、床的纵向（Z Z轴）进给系统，通常轴）进给系统，通常是采用步进电机驱动滚珠丝杠，带动装有刀架的是采用步进电机驱动滚珠丝杠，带动装有刀架的拖板做往复直线运动，其工作原理图如拖板做往复直线运动，其工作原理图如图图4-284-28，其中工作台即为拖板。其中工作台即为拖板。 136步进电机的选择和计算步进电机的选择和计算n1.1.脉冲当量的选择、传动比设计及分配脉冲当量的选择、传动比设计及分配n2.2.等效负载转矩的计算，包括摩擦转矩等效负载转矩的计算，包括摩擦转矩T TLFLF 和负和负载转矩载转矩T TL L （电机轴上）（电机轴上）n3.3.等效转动惯量计算等效转动惯量计算J JL Ln4.4.

71、初选电机的型号初选电机的型号n5.5.性能验证，如起动特性、运行特性等性能验证，如起动特性、运行特性等137 解：解： 1 1脉冲当量的选择脉冲当量的选择 初选三相步进电机的步距角为0.75/1.5，当三相六拍（12相励磁）运行时，步距角=0.75，其每转脉冲每转脉冲数数 根据脉冲当量的定义：每输入一个指令脉冲，步进电每输入一个指令脉冲，步进电机驱动工作台移动的距离机驱动工作台移动的距离 初选=0.01 mm/P，由此可得中间齿轮传动i为 选小齿轮齿数z1=20，z2=25，模数m=2mm。138 2 2等效负载转矩计算（转换到电机轴上）等效负载转矩计算（转换到电机轴上） 1) 1)空载时的摩

72、擦转矩空载时的摩擦转矩T TLFLF Ncm Ncm (2) (2)车削加工时的负载转矩车削加工时的负载转矩T TL L Ncm Ncm 式中的式中的 ，为丝杠顶紧时的传动效率，为丝杠顶紧时的传动效率。139 3 3等效转动惯量计算等效转动惯量计算 (1) (1)滚动丝杠的转动惯量滚动丝杠的转动惯量JsJs Ncms2 Ncms2 式中的钢丝密度式中的钢丝密度 kg/cm3 kg/cm3 (2) (2)拖板运动惯量拖板运动惯量换算到电机轴上换算到电机轴上的转动惯量的转动惯量JWJW Ncms2Ncms2 (3) (3)大齿轮的转动惯量大齿轮的转动惯量JgJg2 2 Ncms2Ncms2 式中式

73、中b b2 2=10mm=10mm为大齿轮宽度。为大齿轮宽度。140 (4(4）小齿轮的转动惯量）小齿轮的转动惯量JgJg1 1 Ncms2 Ncms2 式中的式中的b b1=12mm1=12mm，为小齿轮宽度。因此，换算到电机轴，为小齿轮宽度。因此，换算到电机轴上的总惯性负载上的总惯性负载JLJL为为 Ncms2 Ncms2 141 4 4初选步进电机型号初选步进电机型号 已知已知 Ncm NcmNcms2Ncms2，初选，初选步进电机型号为步进电机型号为110BF003110BF003，它的三条性能曲线见，它的三条性能曲线见图图4-294-29。其最大其最大 静扭矩静扭矩 Ncm Ncm，

74、转子惯量，转子惯量 Ncm Ncm2 2 该型号该型号电动机规定电动机规定最小加、减速时间为最小加、减速时间为1s1s，现试算之。，现试算之。 在图在图4-294-29起动矩起动矩频特性曲线中，查不确切的、带频特性曲线中，查不确切的、带惯性负载的最大自起动频率惯性负载的最大自起动频率f fL L, ,可用以下公式进行计算：可用以下公式进行计算： HZ HZ 式中式中 f fm m电机本身的起动频率，电机本身的起动频率，HZHZ。142图图4-29 110BF003型步进电动机的性能曲线型步进电动机的性能曲线带负载启动惯带负载启动惯- -频特性曲线频特性曲线启动矩启动矩- -频特性曲线频特性曲线

75、运行矩运行矩- -频特性曲线频特性曲线143 不加工时的起动时间不加工时的起动时间tata，由下式计算：，由下式计算： 当当f f=614HZ=614HZ时，时， 对应的转速对应的转速 r/min r/min 查电机的起动矩查电机的起动矩频特性曲线可知，当频特性曲线可知，当f f=614HZ=614HZ时时,Tm=3.5N.m,Tm=3.5N.m,由此可得由此可得 s1s s=90N.cmTfTf，故可按此频，故可按此频率计算最大的快进速度率计算最大的快进速度v v2 2为为 mm/min300mm/min mm/min300mm/min 工进速度工进速度的验算的验算 当当T TL L时，对应

76、的频率时，对应的频率f f12000Hz,12000Hz,故有故有 mm/min500mm/min mm/min500mm/min 综上所述，可选该型号的步进电机，且有一定的裕量综上所述，可选该型号的步进电机，且有一定的裕量 145 二、伺服电机选择计算实例二、伺服电机选择计算实例三合板圆筒激光切割机一般包括激光振荡器及其电三合板圆筒激光切割机一般包括激光振荡器及其电源、光学系统、机床本体和辅助系统等四大部分。源、光学系统、机床本体和辅助系统等四大部分。 图图4-30 筒形体的激光切割机床示意图筒形体的激光切割机床示意图轴轴X X轴轴安装三合板安装三合板146图图4-31 轴系和轴系和X轴系的

77、伺服传动系统轴系的伺服传动系统 轴半闭环轴半闭环X X轴半闭环轴半闭环147 图图4-314-31为为轴和轴和X X轴系的半闭环伺服传动系统。轴系的半闭环伺服传动系统。 轴系由轴系由DCDC伺服电动机通过三级齿轮传动减速，伺服电动机通过三级齿轮传动减速， 使工件在使工件在180180范围内回转，见图范围内回转，见图4-31a4-31a，电动机，电动机 轴上装有编码器进行角位移检测和反馈。轴上装有编码器进行角位移检测和反馈。 X X轴系由轴系由DCDC伺服电动机直接驱动滚珠丝杠、带动安有伺服电动机直接驱动滚珠丝杠、带动安有整个整个轴系的工作台往复运动，见图轴系的工作台往复运动，见图4-31b4-

78、31b，编码器通，编码器通过过齿轮传动增速齿轮传动增速与电动机轴相连，以获得所需的脉冲当与电动机轴相连，以获得所需的脉冲当量。量。 YAG YAG固体激光器由高压电源激励，产生的激光束经导固体激光器由高压电源激励，产生的激光束经导光与聚集系统、由光与聚集系统、由激光头输出的光斑照射工作表面进行激光头输出的光斑照射工作表面进行切割切割。为了防止三合板燃烧，用转动喷嘴进行吹气。为了防止三合板燃烧，用转动喷嘴进行吹气。148主要参数、性能指标它的主要设计技术参数如下：它的主要设计技术参数如下：1.轴（主轴）的周向加工速度轴（主轴）的周向加工速度100300mm/s2.X轴（进给轴）最大速度轴（进给轴

79、）最大速度6000mm/min3.轴与轴与X轴的加速时间轴的加速时间4.X向最大移动量向最大移动量2000mm5.向最大回转角向最大回转角1806.轴周向和轴周向和X轴的最小设定单位轴的最小设定单位7.定位精度以内定位精度以内8.传感器（旋转编码器）传感器（旋转编码器）1000p/r设计要求：选择驱动电机，设计传动系统选择驱动电机，设计传动系统1491 1轴的伺服传动系统设计轴的伺服传动系统设计 1 1）总传动比及其分配）总传动比及其分配 （1 1）根据轴向脉冲当量确）根据轴向脉冲当量确定总传动比定总传动比 如图如图4-31a4-31a所示，所示，已知：工件直径已知：工件直径D D上的上的周向

80、脉冲周向脉冲当量当量，编码器的分辨率，编码器的分辨率s s=1000p/r=1000p/r，工件基准直径，工件基准直径D D。根。根据周向脉冲当量的定义，可知总据周向脉冲当量的定义，可知总传动比传动比i i为为周向脉冲当量：编码器产生一个脉冲输出对应的工件周周向脉冲当量：编码器产生一个脉冲输出对应的工件周向位移向位移1502）电动机转速计算）电动机转速计算工件的圆周速度工件的圆周速度 则工件转速为：则工件转速为： 电动机转速电动机转速 （2）传动速比的分配）传动速比的分配各级传动速比的分配按重量最轻和输出轴转角误差最小原则各级传动速比的分配按重量最轻和输出轴转角误差最小原则分配三级传动如下：分

81、配三级传动如下： 1513）等效）等效负载转矩矩 计算计算回转体的重量（工件、夹具、主轴及大齿轮）回转体的重量（工件、夹具、主轴及大齿轮） 主主轴承的摩擦系数承的摩擦系数 ， 主主轴承直径承直径 主主轴承上承上产生的摩擦生的摩擦负载转矩矩（1）轴承的摩擦转矩）轴承的摩擦转矩（2）工件的偏心转矩）工件的偏心转矩工件的不平衡重力工件的不平衡重力，工件重心偏置距离工件重心偏置距离工件不平衡工件不平衡负载转矩矩折算到折算到电机机轴上的等效上的等效负载转矩矩 1524） 等效等效转动惯量量J Je e计算算（1）传动系系统换算到算到电机机轴的的转动惯量量J J1 1153（2）工件）工件转动惯量量换算到

82、算到电机机轴上上转动惯量量为根据工件的尺寸和材料可得其重力根据工件的尺寸和材料可得其重力将其将其换算到算到电动机机轴上的上的转矩矩为：（3）等效）等效转动惯量量5）初选伺服电动机）初选伺服电动机电机连续工作的变负电机连续工作的变负载，采用方均根转矩载，采用方均根转矩154电动机长期连续在变负载下工作，按方均根负载初选电动机电动机长期连续在变负载下工作，按方均根负载初选电动机计算算电动机功率机功率传动系系统的效率的效率 155156初选初选IFT5042型交流伺服电动机，额定转矩为型交流伺服电动机，额定转矩为 额定定转速速，转子子惯量量根据根据惯量匹配原量匹配原则有有改选北京凯奇拖动控制系统有限

83、公司生产的中惯量交流伺改选北京凯奇拖动控制系统有限公司生产的中惯量交流伺服电动机服电动机SM02型，其功率型，其功率额定定转矩矩为最高最高转速速转子子惯量量惯量匹配惯量匹配1576）计算算电动机需要的机需要的转矩矩电动机需要的转矩电动机需要的转矩 当电机转速为当电机转速为 当电机转速为当电机转速为 1587）伺服电动机确定）伺服电动机确定均方根转矩中均方根转矩中 故有故有表明电动机的转矩能满足要求，不必进行发热校核。表明电动机的转矩能满足要求，不必进行发热校核。159 8 8）定位精度分析）定位精度分析 轴伺服系统虽然是半闭环控制，轴伺服系统虽然是半闭环控制，但除了电动机以外，仍是开环系但除了

84、电动机以外，仍是开环系统。因此，统。因此，其定位精度主要取决其定位精度主要取决于轴的齿轮传动系统，与电动机于轴的齿轮传动系统，与电动机本身的制造精度关系不大。本身的制造精度关系不大。 根据根据输出轴转角误差最小原则输出轴转角误差最小原则，仅要求末级齿轮的传动精度较高。仅要求末级齿轮的传动精度较高。当要求当要求周向定位周向定位精度精度时，则相时，则相当于主轴上的当于主轴上的转角误差转角误差为为 由此可选择由此可选择末级齿轮末级齿轮的传动精度的传动精度。160 2 2X X轴的伺服传动系统设计轴的伺服传动系统设计161 2 2X X轴的伺服传动系统设计轴的伺服传动系统设计（直流电机）（直流电机）

85、（1 1）根据脉冲当量确定丝杠导程）根据脉冲当量确定丝杠导程L L或中或中间齿轮传动比间齿轮传动比i i 如图如图4-31b4-31b所示，已知：所示，已知：线位移脉冲当量线位移脉冲当量 ，编码器的分辨率，编码器的分辨率s s=1000p/r=1000p/r，相当，相当于该轴上的每个脉冲步距角于该轴上的每个脉冲步距角 换算到电动机轴上，换算到电动机轴上， 电动机直接驱动丝杠，其中间齿轮传动电动机直接驱动丝杠，其中间齿轮传动比比i i=1=1。根据线位移脉冲当量的定义，。根据线位移脉冲当量的定义，可知：可知： (mm)(mm)162 （2 2）所需的电动机转速计算）所需的电动机转速计算 已知：已

86、知： 线速度线速度v v2 2=6000mm/min=6000mm/min，所需的电动机转速，所需的电动机转速n nm m为为 （r/minr/min） 因此，编码器轴上的转速因此，编码器轴上的转速n nr r = = （r/minr/min）。）。（3 3）等效负载转矩计算）等效负载转矩计算 已知：移动体（含工件、整个已知：移动体（含工件、整个轴系和工作台）的轴系和工作台）的重力重力W W=20000=20000（N N），贴塑导轨上的磨擦系数），贴塑导轨上的磨擦系数，移动时的磨擦力移动时的磨擦力F F1 1= =W W=1300=1300（N N），滚珠丝杠传动副），滚珠丝杠传动副的效率的

87、效率，根据机械效率公式，换算到电动机轴，根据机械效率公式，换算到电动机轴上所需的转矩上所需的转矩T T1 1为为 (N.cm) (N.cm) 163 预紧力转矩预紧力转矩 由于移动体的重量很大，滚珠丝杠传动副必须事先由于移动体的重量很大，滚珠丝杠传动副必须事先预紧，其预紧力为最大轴向载荷的预紧，其预紧力为最大轴向载荷的1/31/3倍时，其刚度增倍时，其刚度增2 2倍，变形量量减小倍，变形量量减小1/21/2。 预紧力预紧力 （N N），螺母内部的磨擦系数，），螺母内部的磨擦系数， 因此，滚珠丝杠预紧后的摩擦转矩因此，滚珠丝杠预紧后的摩擦转矩T T2 2为为 ） 在电动机轴上的等效负载转矩在电动

88、机轴上的等效负载转矩TLTL为为 (Ncm)=2.9086(N.m)(Ncm)=2.9086(N.m)164（4 4）等效转动惯量计算）等效转动惯量计算 1 1）换算到电动机轴上的移动体）换算到电动机轴上的移动体J J1 1，根据运动惯量，根据运动惯量 换算的动能相等原则，换算的动能相等原则，J J1 1为为 ） 2 2）换算到电动机轴上的传动系统）换算到电动机轴上的传动系统J J2 2，该传动系统（含，该传动系统（含滚珠丝杆、齿轮及编码器等）的滚珠丝杆、齿轮及编码器等）的J J2 2，其计算结果为，其计算结果为 （）（） 因此，换算到电动机轴上的等效转动惯量因此，换算到电动机轴上的等效转动惯

89、量JLJL为为 kgcm2 kgcm2165 （5 5）初选）初选DCDC伺服电动机的型号伺服电动机的型号 由于由于T TL L（）和（）和J JL L=2.6110-2(kg.m2)=2.6110-2(kg.m2)，查表，查表4-44-4，初选电动机型号为，初选电动机型号为CN-800-10CN-800-10，T TN N=830=830（），（）， Jm Jm=0.9110-2(kg.m2)=0.9110-2(kg.m2)，则有，则有 (r/min) (r/min)， (r/min) (r/min)。 （6 6）计算电动机加减速需要的转矩）计算电动机加减速需要的转矩TmTm 已知：加速时间

90、已知：加速时间t t，电动机转速，电动机转速nmnm= =480480r/minr/min，滚珠丝，滚珠丝杠传动效率杠传动效率，根据动力学公式，电动机所需的转矩，根据动力学公式，电动机所需的转矩TmTm为为 =7.87Nm=787Ncm小惯量电机小惯量电机166（7 7）伺服电动机的确定）伺服电动机的确定 1) 1)伺服电动机的安全系数检查伺服电动机的安全系数检查 与与轴系相同，轴系相同， T TLrLr= =TmTm=663.78 (N.cm)=663.78 (N.cm)，故有，故有 由于该电动机的安全系数适当，须检查电动机的温升。由于该电动机的安全系数适当，须检查电动机的温升。 2 2）热

91、时间常数检查）热时间常数检查 已知：已知： （s s），）， ， 故故 。 3 3）电机的和）电机的和检查，已知：检查，已知： (ms) (ms)， (ms) (ms)， 则有则有 (rad/s)50(rad/s)(rad/s)50(rad/s) 该该值比较接近最佳阻尼比值比较接近最佳阻尼比。167直流电机的机械常数和电气常数直流电机的机械常数和电气常数n在直流伺服电机中在直流伺服电机中, ,电气时间常数电气时间常数Te=L/RTe=L/R, ,其中其中L L为为电枢回路总电感电枢回路总电感,R,R为电枢回路总电阻；为电枢回路总电阻；机械时间机械时间常数为常数为Tm=RJ/KTm=RJ/K,

92、,其中其中R R为电枢回路电阻为电枢回路电阻,J,J为电动机为电动机的转动惯量的转动惯量,K,K为电机的刚度为电机的刚度. .这两个参数主要影响电机过渡过程时间的长短这两个参数主要影响电机过渡过程时间的长短, ,即即系统的快速性系统的快速性. . 168（8 8）电动机温升检查）电动机温升检查 在连续工作循环条件下，检查电动机的温升。在连续工作循环条件下，检查电动机的温升。 1 1）加速时的电枢电流）加速时的电枢电流IaIa 式中式中K KT T电动机转矩常数，查表电动机转矩常数，查表4-44-4， K KT T =92 =92（Ncm/ANcm/A）,所以所以 A A 2 2）温升的第一次估

93、算）温升的第一次估算 当温度为当温度为 时，对应的电枢时，对应的电枢电阻电阻RatRat为为 式中式中R R20202020时的电枢电阻。时的电枢电阻。 由表由表4-44-4查得查得R R（） 169 设设t t1=601=60，则有，则有 在该温度下的电功率损耗在该温度下的电功率损耗PePe为为 W W 由表由表4-44-4查得热阻抗查得热阻抗RthRth=0.6(/W)=0.6(/W)， 若环境温度为若环境温度为2525，则电枢温度为，则电枢温度为64.4764.47，以此温度，以此温度作为第二次估算的基础。作为第二次估算的基础。 3 3）温升的第二次估算）温升的第二次估算 设设t t1=

94、651=65，则有，则有 （） 电功率损耗电功率损耗 （W W） 电枢温升。若环境温度为电枢温升。若环境温度为2525，则电枢温度为，则电枢温度为6565，与，与假设温度一致。假设温度一致。170 （9 9）电动机起动特性检查）电动机起动特性检查 1 1）直线运动中的加速度计算）直线运动中的加速度计算 在等加速的直线运动过程中，其加速度在等加速的直线运动过程中，其加速度a a为为 (m/s2) (m/s2) 式中式中v v加速过程的终点速度（加速过程的终点速度（m/minm/min）；）； v v0 0初始速度（初始速度（m/minm/min）。）。 已知：已知： m/min m/min， ，

95、 s s， 则有则有 (m/s (m/s2 2 其中，其中，g g为重力加速度。为重力加速度。171 2 2）加速距离计算）加速距离计算 在等加速运动中，其移动距离在等加速运动中，其移动距离S S为为 （m m） 已知：已知： ， m/s m/s2 2， s s， 则有则有 m=25mm m=25mm 3 3）等加速运动的调节特性）等加速运动的调节特性 若若2 2保持不变，则对电动保持不变，则对电动机所需的转矩毫无影响。对于不同的线速度要求，其机所需的转矩毫无影响。对于不同的线速度要求，其加速时间与距离是不同的，即具有调节特性。例如：加速时间与距离是不同的，即具有调节特性。例如： mm/min

96、 mm/min，则有，则有 s s， mm mm。 mm/min mm/min，则有，则有 s s，。，。172 （1010）定位精度分析）定位精度分析 与与轴系精度分析相同，轴系精度分析相同，X X轴系的定位精度主要取轴系的定位精度主要取决于滚珠丝杠传动的精度和刚度决于滚珠丝杠传动的精度和刚度，它与电动机制造精度，它与电动机制造精度的关系不大。的关系不大。 已知定位精度已知定位精度，一般按，一般按s=s=（ ）选择丝选择丝杆的累积误差。其次，计算丝杠的杆的累积误差。其次，计算丝杠的刚度刚度所产生的位移误所产生的位移误差。差。 激光加工机的工艺力是非常小的，但要重视滚珠丝激光加工机的工艺力是非

97、常小的，但要重视滚珠丝杠的精度和刚度，以免产生过大的变形误差，这常是激杠的精度和刚度，以免产生过大的变形误差，这常是激光加工机设计失败的重要原因。光加工机设计失败的重要原因。 173电液伺服（电气电液伺服（电气+液压）原理液压）原理电液伺服通过电信号控制液压系统执行以电液伺服通过电信号控制液压系统执行以实现伺服功能。实现伺服功能。 电液伺服系统由电信号处理装置和液压动力机构组成电液伺服系统由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。最常见的有电液位置伺服系统、电的反馈控制系统。最常见的有电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力（或力矩）控制系统。液速度控制系统和电液力（或力矩）控制系统。 电液伺服阀是电液伺电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件，服控制中的关键元件，它是一种接受模拟电它是一种接受模拟电信号后，相应输出调信号后，相应输出调制的流量和压力的液制的流量和压力的液压控制阀。电信号压控制阀。电信号-液压信号转换。液压信号转换。U174第四章第四章 结束结束175