数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 (②)动态响应好，过载能力强。由于转子热容量大，因而热时间常数大，耐热性能 好，又采用了耐高压的绝缘材料，所以允许过载转矩达5~10倍，显著地提高了电机瞬 时加速力矩，改善了动态响应：同时由于无励磁绕组及励磁损耗，使电机温升下降。 (3)调速范围宽，运转平稳。 (④)宽调速电机还可以同时配装高精度的测速发电机和旋转变压器及制动器，以满 足各类机床伺服工作的需要。 永磁直流伺服电机与小惯量直流伺服电机相比，其优、缺点如下： 优点：能承受的峰值电流和过载倍数高：低速时输出力矩大：转动惯量大，可与进 给丝杠直连：起动力矩大：调速范围宽：具有高精度的检测元件。 缺点：转子温升高，会影响机床的精度：转子惯量大，又要快速性好，需增大电源 的容量和增强机械传动链的刚度。 三、直流伺服电动机的速度控制 1.直流伺服电动机的工作特性 (1)静态特性 直流伺服电动机的静态特性是指电动机在稳态情况下工作时其转速、电磁力矩和电 枢控制电压三者之间的关系。 一般直流电机（励磁式）的工作原理是建立在电磁力定律基础上的，由励磁绕组和磁 极建立磁场，通电导体（电枢）切割磁力线产生电磁转矩，转矩的大小正比于电机中气隙 磁场和电枢电流。 电磁转矩为 T=K,Φl 其中，K,为转矩常数，Φ为磁场磁通，1为电枢电流 电枢回路的电压平衡方程式为 U=IR +E 其中，U为电枢上的外加电压，R,为电枢电阻，E为电枢反电势。 电枢反电势与转速之间有以下关系 E。=KDo 其中，K,为电势常数，。为电机转速（角速度） 根据以上各式可以得 o=K0KK,中 令=总，k=是0，则有 R )=创。-kT 上式被称为电枢控制时，直流伺服电动机的静态特性方程。 根据静态特性方程，可以得出直流伺服电动机有如下两种特殊运行状态： 1)当负载转矩为零时，电磁转矩也为零，这时可得 兰州交通大学机电工程学院 数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 4 (2) 动态响应好，过载能力强。由于转子热容量大，因而热时间常数大，耐热性能 好，又采用了耐高压的绝缘材料，所以允许过载转矩达 5~10 倍，显著地提高了电机瞬 时加速力矩，改善了动态响应；同时由于无励磁绕组及励磁损耗，使电机温升下降。 (3) 调速范围宽，运转平稳。 (4) 宽调速电机还可以同时配装高精度的测速发电机和旋转变压器及制动器，以满 足各类机床伺服工作的需要。 永磁直流伺服电机与小惯量直流伺服电机相比，其优、缺点如下： 优点：能承受的峰值电流和过载倍数高；低速时输出力矩大；转动惯量大，可与进 给丝杠直连；起动力矩大；调速范围宽；具有高精度的检测元件。 缺点：转子温升高，会影响机床的精度；转子惯量大，又要快速性好，需增大电源 的容量和增强机械传动链的刚度。 三、直流伺服电动机的速度控制 1．直流伺服电动机的工作特性 (1) 静态特性 直流伺服电动机的静态特性是指电动机在稳态情况下工作时其转速、电磁力矩和电 枢控制电压三者之间的关系。 一般直流电机(励磁式)的工作原理是建立在电磁力定律基础上的，由励磁绕组和磁 极建立磁场，通电导体(电枢)切割磁力线产生电磁转矩，转矩的大小正比于电机中气隙 磁场和电枢电流。 电磁转矩为 M T a T = K I 其中， KT 为转矩常数，  为磁场磁通， a I 为电枢电流。 电枢回路的电压平衡方程式为 a aRa Ea U = I + 其中， Ua 为电枢上的外加电压， Ra 为电枢电阻， Ea 为电枢反电势。 电枢反电势与转速之间有以下关系 Ea = Ke 其中， Ke 为电势常数，  为电机转速(角速度)。 根据以上各式可以得 2  −  = e T a M e a K K R T K U  令  = e a K U 0 ， 2  = e T a K K R k ，则有  =0 − kTM 上式被称为电枢控制时，直流伺服电动机的静态特性方程。 根据静态特性方程，可以得出直流伺服电动机有如下两种特殊运行状态： 1) 当负载转矩为零时，电磁转矩也为零，这时可得