伺服电动机的运行特性包括机械特性和调节特性
电工基础知识-通用电工技师题库
一、电机(一)选择题1.变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（B）A、升高；B、降低；C、不变。
2.变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通将（C）A、增大；B、减小；C、基本不变。
3.在过滤变压器油时，应先检查好滤油机并（B ）。
滤游现场严禁烟火。
（A）接好电源（B）接好地线（C）做好绝缘防护D、断电操作4.在检修或更换主电路电流表时将电流互感器二次回路（B）拆下电流表。
（A）断开（B）短路（C）不用处理（D）切掉熔断器5.牵引机械（如电车、机械车、电瓶车），及大型轧钢机中，一般都采用直流电动机而不是异步电动机，原因是异步电动机的（ B ）。
A、功率因素低B、调速性能很差C、起动转矩较小D、起动电流太大6.进口设备标牌上的英文词汇“resolver”的中文意思是（D）。
（A）变压器（B）电流互感器（C）自整角机变压器（D）旋转变压器7.旋转变压器的结构相似于（D）A、直流电动机B、笼型异步电动机C、同步电动机D、绕线式异步电动机8.力矩电动机的特点是（C）A、转速高，转矩大B、转速高，转矩小C、转速低，转矩大D、转速低，转矩小9.某三相异步电动机的电源频率为50Hz,额定转速为1455r/min，相对应的转差率为（B）A.0.004B.0.03C.0.18D.0.5210.三相异步电动机的旋转方向与通入三相绕组的三相电流（C）有关。
A、大小；B、方向；C、相序；D、频率。
11.三相异步电动机旋转磁场的转速与（C）有关。
A、负载大小；B、定子绕组上电压大小；C、电源频率D、三相转子绕组所串电阻的大小。
12.三相异步电动机的最大转矩与（B）A、电压成正比；B、电压平方成正比；C、电压成反比；D、电压平方成反比。
13.三相异步电动机的起动电流与起动时的（B）A、电压成正比；B、电压平方成正比；C、电压成反比；D、电压平方成反比。
14.14. 能耗制动的方法就是在切断三相电源的同时（D）A、给转子绕组中通入交流电；B、给转子绕组中通入直流电；C、给定子绕组中通入交流电；D、给定子绕组中通入直流电。
伺服电机
1、起动转矩大
由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。它可使临界转差率S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。
2、运行范围较广
交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性，并且由于转子电阻大，损耗大，效率低，因此与同容量直流伺服电动机相比，体积大、重量重，所以只适用于0.5-100W的小功率控制系统。
（3）1、 伺服电机和步进电机的性能比较
步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺，但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。
n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j式中E为电枢反电动势；K为常数；j为每极磁通；Ua，Ia为电枢电压和电枢电流；Ra为电枢电阻。改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法。在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通φ恒定。
机电一体化_期末复习题库
一、单项选择题 考10题20分1. “机电一体化”这一名词产生于20世纪，其产生的年代为 （ A ）A ．70年代 Ｂ．50年代 Ｃ．40年代 Ｄ．80年代 2. “机电一体化”在国外被称为（ C ）A ．Machine Ｂ．Electronics Ｃ．Mechatronics Ｄ．A 和B 3. 机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是（ D ）A ．提供动力Ｂ．传递运动Ｃ．传递动力 Ｄ．A 、B 和Ｃ 4. 时域函数αt e -=f(t)的拉普拉斯变换为（ C ）A ．s1 Ｂ．αα+sＣ．α+s 1 Ｄ．α15. 在同步齿型带传动中，同步带的齿形为（ A ） A ．梯形 Ｂ．矩形 Ｃ．渐开线 Ｄ．摆线 6. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为其 （ A ） A ．机械特性 Ｂ．调节特性 Ｃ．力矩特性 Ｄ．转速特性7. 在滚珠丝杠副中，预紧调整是为了消除其（ B ） A ．径向间隙 Ｂ．轴向间隙 Ｃ．预应力 Ｄ．A 和B 8. 在交流伺服电机中，控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是（D ）A ．60°Ｂ．45°Ｃ．0°Ｄ． 90° 9. 若x 为传感器的输入量，y 是其输出量，则传感器的灵敏度为（ C ）A ．yxＢ．yx ∆∆ Ｃ．xy ∆∆ Ｄ．xy10. 在滚珠丝杠副中，公式IEMl ES Pl L π2200±±=∆是验算满载时滚珠丝杠副的（ A ） A ．刚度 Ｂ．强度 Ｃ．塑性变形 Ｄ．疲劳点蚀 11. 在可编程控制器的编程中，同一继电器线圈在梯形图中出现的次数最多为 （ B ） A ．2 Ｂ．1 Ｃ．3 Ｄ．4 12. MCS —51的每个机器周期包含状态周期数为（ D ）A ．12 Ｂ．24 Ｃ．10 Ｄ．6 13.在滚珠丝杠副JB3162.2-91的标准中，最高的精度等级是 （ A ） A ．1级 Ｂ．10级 Ｃ．7级 Ｄ．C 级 14. 在可编程控制器梯形图的编程中，继电器线圈左侧触点的数目为（ D ）A ．0Ｂ．>3Ｃ．<2Ｄ．≥115. 光栅式位移传感器的栅距W 、莫尔条纹的间距B 和倾斜角θ之间的关系为 （A ）A ．θWB≈Ｂ．θWB >Ｃ．θWB <Ｄ．θWB 5.1≈16. 差动变压器式电感传感器属于（ C ）A ．涡流式 Ｂ．自感型 Ｃ．互感型 Ｄ．可变磁阻式17. 结构设计中力流变化急剧的地方说明其应力集中（ B ） A ．平缓 Ｂ．严重 Ｃ．不存在 Ｄ．可以消失 18. 在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的（ B ） A ．开环控制 Ｂ．C 和D Ｃ．全闭环控制 Ｄ．半闭环控制 19. 在光栅式位移传感器中，莫尔条纹与光栅条纹的排列方向几乎成（ A ）A ．90° Ｂ．0° Ｃ．45° Ｄ．60° 20. 在同步齿型带传动中，节线的长度在工作过程中（ A ） A ．不变Ｂ．变长Ｃ．变短Ｄ．几乎不变1. Mechatronics 是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是 （ B ）A ．机械学与信息技术Ｂ．机械学与电子学Ｃ．机械学与自动化技术Ｄ．机械学与计算机 2. 计算机集成制造系统包括（ D ）A ．CAD 、CAPP 、CAM Ｂ．FMS Ｃ．计算机辅助生产管理 Ｄ．A 、B 和C3. 时域函数t t f ωsin )(=的拉普拉斯变换为（ C ）A ．ω+21sＢ．αω+sＣ．22ωω+s Ｄ．22ω+s s4. 在机电一体化系统数学模型建立的过程中经常会采用力——电压等效法，此时机械系统的阻尼等效于电系统的（ C ） A ．电容 Ｂ．电荷 Ｃ．电阻 Ｄ．电感5. 周转轮系中的行星轮系和差动轮系的自由度分别为 （A ） A ．1，2 Ｂ．2，1 Ｃ．1，1 Ｄ．2，26. 直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其（ B ）A ．转速特性 Ｂ．调节特性 Ｃ．工作特性 Ｄ．机械特性7. 滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的 （ B ） A ．径向位移 Ｂ．轴向位移 Ｃ．螺旋线长度 Ｄ．坐标值 8. 在双波谐波齿轮传动中，通常刚轮与柔轮的齿数差是 （ C ） A ．1 Ｂ．3 Ｃ．2 Ｄ．4 9. 谐波齿轮的齿形若为直线齿廓，则其压力角通常为（B ） A ．20° Ｂ．28.6° Ｃ．25° Ｄ．15°10. 若直流测速发电机的负载电阻趋于无穷大，则输出电压与转速 （ B ） A ．成反比 Ｂ．成正比Ｃ．成平方关系 Ｄ．成指数关系11. 在MCS —51中，MOV 指令用于访问（ B ）A ．内部程序存储器 Ｂ．内部数据存储器 Ｃ．外部数据存储器Ｄ．外部程序存储器12. 在两级齿轮传动中，若传动比的分配方案是21i i =，则其遵循的原则是（ A ）A ．重量最轻Ｂ．等效转动惯量最小 Ｃ．输出轴转角误差最小 Ｄ．加速度响应最快13. 谐波齿轮传动中的柔轮相当于行星轮系中的（ B ） A ．中心轮 Ｂ．行星轮 Ｃ．系杆 Ｄ．B 和C 14. 在MCS —51单片机中，用于对外部程序存储器读的信号是（ A ） A ．PSEN Ｂ．RD Ｃ．WR Ｄ．ALE15. 步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角为原来的（ A ）A ．0.5倍Ｂ．2倍Ｃ．0.25倍Ｄ．不变 16. 在槽轮机构中，反应槽轮运动时间与静止时间之比的时间常数t K 为（C ）A ．24+=Z K tＢ．231+-=Z K tＣ．241+-=Z K tＤ．ZK t 4=17. 传感器在零输入状态下，输出值的变化称为传感器的 （ C ）A ．线性度 Ｂ．精确度 Ｃ．零漂 Ｄ．分辨率 18. 在自动控制系统中，步进电机通常用于控制系统的（ C ） A ．半闭环控制 Ｂ．闭环控制 Ｃ．开环控制 Ｄ．前馈控制 19. 为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（ B ）A ．调整径向间隙Ｂ．预紧Ｃ．预加载荷Ｄ．表面清洗20. 感应同步器可用于检测（ D ）A ．位置 Ｂ．加速度Ｃ．速度Ｄ．位移一．选择题1． 通过计算机网络，将计算机辅助设计、计算机辅助规划以及计算机辅助制造，统一连接成一个大系统称为 （ B ） A. 顺序控制系统 B. 计算机集成制造系统 C. 柔性制造系统 D. 伺服系统2． 描写静态系统的数学模型是 （ A ）A. 代数方程B. 微分方程C. 线性方程D. 常系数线性微分方程3．描写动态系统的数学模型是 （ A ）A. 微分方程B. 代数方程组C. 常系数线性微分方程组D. 以上答案都不对4． 齿轮传动的总等效惯量随传动级数的 （A ）A. 增加而减小B. 增加而增加C. 减小而减小D. 变化而不变5． 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 （ C ）A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关6． 某伺服电动机最高大输出转矩为5N ·m ，通过齿轮系5:1减速，可带动 （ A ）的最大转 矩负载。
伺服电动机知识介绍
伺服电动机伺服电动机又称为执行电动机，在自动控制系统中作为执行元件。
它将输入的电压信号转变为转轴的角位移或角速度输出，改变输入信号的大小和极性可以改变伺服电动机的转速与转向，故输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。
根据使用电源的不同，伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。
直流伺服电动机输出功率较大，功率范围为1～600瓦，有的甚至可达上千瓦；而交流伺服电动机输出功率较小，功率范围一般为0.1～100瓦。
6.1.1 直流伺服电动机直流伺服电动机实际上就是他励直流电动机，其结构和原理与普通的他励直流电动机相同，只不过直流伺服电动机输出功率较小而已。
当直流伺服电动机励磁绕组和电枢绕组都通过电流时，直流电动机转动起来，当其中的一个绕组断电时，电动机立即停转，故输入的控制信号，既可加到励磁绕组上，也可加到电枢绕组上：若把控制信号加到电枢绕组上，通过改变控制信号的大小和极性来控制转子转速的大小和方向，这种方式叫电枢控制；若把控制信号加到励磁绕组上进行控制，这种方式叫磁场控制。
磁场控制有严重的缺点（调节持性在某一范围不是单值函数，每个转速对应两个控制信号），使用的场合很少。
直流伺服电动机进行电枢控制时，电枢绕组即为控制绕组，控制电压直接加到电枢绕组上进行控制。
而励磁方式则有两种：一种用励磁绕组通过直流电流进行励磁，称为电磁式直流伺图7.1 直流伺服电动机电枢控制线路图服电动机；另一种使用永久磁铁作磁极，省去励磁绕组，称为永磁式直流伺服电动机。
直流伺服电动机进行电枢控制的线路如图7.1所示，励磁绕组接到电压恒定为的直流电源上，产生励磁电流，从而产生励磁磁通，电枢绕组接控制电压，那么直流伺服电动机电枢回路的电压平衡方式为若不计电枢反应的影响，电机的每极气隙磁通将保持不变，则电动机的电磁转矩公式为1. 机械特性由上面三式可得到电枢控制的直流伺服电动机的机械特性方程式为错误！（7.1）改变控制电压，而机械特性的斜率不变，故其机械特性是一组平行的直线，如图7.2所示。
直流伺服电机的基本特性
直流伺服电机的基本特性网络2010-08-01 01:50:12 网络1、机械特性在输入的电枢电压Ua保持不变时，电机的转速n随电磁转矩M变化而变化的规律，称直流电机的机械特性。
直流电机的机械特性曲线K值大表示电磁转矩的变化引起电机转速的变化大，这种情况称直流电机的机械特性软；反之，斜率K值小，电机的机械特性硬。
在直流伺服系统中，总是希望电机的机械特性硬一些，这样，当带动的负载变化时，引起的电机转速变化小，有利于提高重流电机的速度稳定性和工件的加工精度。
功耗增大。
2、调节特性直流电机在一定的电磁转矩M（或负载转矩）下电机的稳态转速n随电枢的控制电压U a 变化而变化的规律，被称为直流电机的调节特性。
直流电机的调节特性曲线斜率K反映了电机转速n随控制电压U a的变化而变化快慢的关系，其值大小与负载大小无关，仅取决于电机本身的结构和技术参数。
3、动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态，存在一个过渡过程，这就是直流电机的动态特性。
决定时间常数的主要因素有：惯性J的影响、电枢回路电阻R a的影响、机械特性硬度的影响。
直流伺服电机的种类和主要技术参数1、按转动部分惯性大小来分：•小惯量直流电机——印刷电路板的自动钻孔机•中惯量直流电机（宽调速直流电机）——数控机床的进给系统•大惯量直流电机——数控机床的主轴电机•特种形式的低惯量直流电机2、主要技术参数：额定功率P e•额定电压U e•额定电流I e•额定转速n e•额定转矩M I e•调速比D直流伺服电机的选择，是根据被驱动机械的负载转矩、运动规律和控制要求来确定。
直流伺服电机结构和速度控制原理直流伺服电机结构示意图1、直流电机的输出电磁转矩表达式为：2、控制直流伺服电机电磁转矩和速度的方法有两种：•改变电枢电压U a即改变电枢电流I a的方法；•改变励磁电流I f即改变磁通ф的方法。
3、常用调节电枢电压的方法优点：一元函数，线性较好，控制方便；响应速度快；输出转矩大。
电器维修技师试题库之问答题及答案2
四、问答题（Ⅱ）1.自整角机的主要用途是什么？答：自整角机的主要用途是将转角变为电信号或将电信号变为转角，实现角度传输、变换和接收，广泛地应用于远距离的指示装置和伺服系统。
2.试述交磁电机扩大机的工作原理。
答：控制绕组接通直流电压，便产生一直轴磁通。
电枢旋转切割直轴磁通，产生的感应电动势被交轴电刷短路，形成较大的交轴电流，并产生较强的交轴电枢反应磁通。
电枢绕组切割这一较强的交轴磁通，产生较大的感应电动势由直轴电刷输出。
当交磁电机扩大机带负载时，为了克服负载电流产生的直轴电枢反应，采用补偿绕组来保证在不同负载下交磁电机扩大机能有一个稳定的输出。
3.怎样对G-M系统进行调速？G-M系统有哪些优点？答：对G-M系统进行调速时，可调节发电机G的励磁绕组中的可调电阻，使发机发出的电压变化，也即电动机的电枢电压发生变化，从而电动机M的转速便随着变化。
G-M系统的优点是；调速范围大，调速时所需的控制能量小。
因为是通过调节发电机的励磁电流来实现调速，而励磁电流是很小的，因此控制方便。
4.试述交流测速发电机的工作原理。
答：当励磁绕组接上单相正弦交流电时，便产生一个直轴交变磁通。
转子以转速n旋转，切割直轴交变磁通而产生同频率的感应电动势和感应电流，而该电流产生一个交轴交变磁通，穿过输出绕组，输出绕组中便感应产生与交流电同频率而大小正比于转速n的交变电动势，因此其输出电压与转子转速成正比。
5.什么是伺服电动机？有几种类型？工作特点是什么？答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类。
其工作特点是：当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降，能够接到信号就迅速起动，失去信号时自行制动，且转速的大小与控制信号成正比。
6.功率放大器与小信号电压放大电路相比较，有哪些主要不同之处？答：主要不同之处在于：小信号放大器要求获得尽可能高的电压(或电流)，而功率放大器则考虑尽可能大的不失真输出功率，且其动态工作电流和电压变化幅度都比较大。
控制电机第三章 直流伺服电动机_OK
改进。
35
I a3
2.反接制动工作状态
适用情况：驱动电机反转
原因：本身和负载的转动惯
量，n1维持不变。
U a 2
工作特点：
（1）既非发电机，又非电动机。
（2）Ia3很大（设计放大器时必须考虑的问题）。
（3）T很大，制动转速。
（4）吸收电能，又吸收机械能——电机电枢铜耗。
36
3.动能制动工作状态
突变：U a1
U a2
U a 2 Ea1 I a 2 Ra
当 U a2
时，
Ia2
Ea1 为负。
Ia2
U a2
T为制动转矩，电机处于发电机状
态。当Ea1下降到比Ua2小时，电
机将回到电动机状态。
发电机状态加快了电机转速的衰减过程，提高了系统快速性。
34
U a2
实际电路中晶闸
管供电不允许反
措施：采用低速性能好的直流力矩电动机和低惯量直流电
动机。
30
由调节特性可知：
（1） 一定负载转矩下，当磁通不变时，Ua n。
（2） Ua=0时，电机立即停转，无自传现象。
（3）电动机反转：改变电枢电压的极性，电动机反转。
（4）低速工作不稳定。
机械特性和调节特性的比较
31
4 过渡过程的运行状态
l
I a
Dl
2a 2 2a
T CT I a kT I a
转矩系数kT
11
➢电磁转矩和转矩平衡方程
电磁转矩
T CT I a
稳态转矩平衡方程
T2 T T0 TL
Ts T0 TL
Ts T
动态转矩平衡方程
chap02_伺服电动机
正常转子电阻时的单相转矩
2.伺服电动机和伺服系统
Te T1 Te 1 T2 sm1 0
sm2 2 T2 1 sm1 0 Te Te T1
s
sm2 2
s
Te T1 sm2 2 T2 sm1 1 Te 0 s
2.伺服电动机和伺服系统
T T' TL T1
两相 合成 转矩
2
1
T
0
T2
增大转子电阻后的单相转矩
2.伺服电动机和伺服系统
工作原理：
与普通两相异步电机的相似之处：在二相对称绕组中通入 两对称电流，就会在气隙中产生圆形旋转磁场，转子导体 切割磁场所感应的电流与气隙磁磁场相互作用就产生电磁 转矩。当改变其中一相电流的大小或相位时，气隙磁场就 发生变化，电磁转矩随之变化，电机转速必然跟着改变， 从而实现对转速的控制。 区别：由于伺服电动机在自动控制系统中作为执行元件。 对其要求是：(1)转子速度的快慢能反应控制信号的强弱， 转动方向能反应控制信号的相位，调速范围要宽；（2） 无控制信号时，转子不能转动；（3）当电机转动起来以 后，如控制信号消失，应立即停止转动；（4）为减小体 积和重量，一般采用400、500 或1000Hz。
激磁电压与控制电压间的相位固定为90度，而激磁电压 的幅值随控制信号的改变而同样的改变，也就是说，不论控 制信号大小，电机始终在圆形旋转磁场下工作，可获得最大 输出功率和效率。
2.伺服电动机和伺服系统
交流伺服电动机的静态特性 和直流伺服电动机一样，可用机械特性和调节特性来表征 交流伺服电动机的的静态运行性能。
• 调节特性 负载转矩恒定时，转速随控制电压变化
n Uc R a Tl K e K e KT
n
调节特性与横坐标的交点， 就表示在某一电磁转矩时电 动机的始动电压。从原点到 始动电压点的一段范围，称 为在某一电磁转矩值时伺服 电动机的失灵区，也称死区。
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此外，还要求伺服电动机的控制功率小、重量轻、体
积小等。
1.2直流伺服电动机的控制方式和运行特性
1.2.1控制方式 1.2.2 运行特性
1.2直流伺服电动机的控制方式和运行特性
1.2.1控制方式
直流伺服电动机就是一台它励直流电动机。对直流伺服电动机的控制其核心是 对转速的控制。由 n 变电动机的转速。
U a I a Ra 可知，改变电枢电压和改变励磁磁通都可以改 Ce
1. 电枢控制
励磁磁通保持不变，改变电枢绕组的
控制电压。当电动机的负载转矩不变 时，升高电枢电压，电机的转速就升
高；反之转速就降低。电枢电压等于
零时，电机不转。电枢电压改变极性 时，电机反转。 图1-1 电枢控制原理图
1.2.1控制方式
第1章 直流伺服电动机
1.1 概述
1.2 直流伺服电动机的控制方式和运行特性 1.3 直流伺服电动机的动态特性 1.4 特种直流伺服电动机 1.5 直线直流电动机
1.1概述
1. 伺服电动机的概念
2. 伺服电动机的分类
3. 控制系统对伺服电动机的基本要求
1.1概述
1. 伺服电动机的概念
伺服电动机又称为执行电动机，其功能是把输入的电压信号变换成转 轴的角位移或角速度输出。
性的，故少用。
f (I f )
Ua Te Ra n n0 kTe 2 Ce Ce C t
1.2.2 运行特性
伺服电动机的运行特性包括机械特性和调节特性。 1. 机械特性
机械特性是指电枢电压等于常数时，转速与电磁转矩之间的
函数关系，即 U a c, n f (Te )。 把Te C t I a 代入式 n U a I a Ra 得 Ce Ua Te Ra n n0 kTe 2 Ce Ce C t Ua Ra ，为理想空载转速； ，为直线的斜率。 n0 k 2 Ce C e C t
2. 伺服电动机的分类
普通直流伺服电动机
直流伺服电动机 低惯量直流伺服电动机 直流力矩电动机
两相感应伺服电动机
交流伺服电动机 三相感应伺服电动机 无刷永磁伺服电动机
直线伺服电动机
电机为直线运动
1.1概述
3. 控制系统对伺服电动机的基本要求
宽广的调速范围； 机械特性和调节特性均为线性；
无“自转”现象；
2．磁场控制
电枢绕组电压保持不变，改变励磁回路的电压。若电 动机的负载转矩不变，当升高励磁电压时，励磁电流 增加，主磁通增加，电机转速就降低；反之，转速升 高。改变励磁电压的极性，电机转向随之改变。 尽管磁场控制也可达到控制转速大小和旋转方向的目 的，但励磁电流和主磁通之间是非线性关系，且随着 励磁电压的减小其机械特性变软，调节特性也是非线
调节特性为一上翘的直线。
Ts Ra –始动电压 Ct
Ua0
k1
1 – 特性斜率 Ce
图1-4 直流伺服电动机的调节特性
1.2.2 运行特性
（1） Ua0和k1的物理意义 始动电压Ua0： Ua0是电动机处在待动而又未动临界状态时的控制电压。 由 n
Ua TR s a 2，当n=0时，便可求得 Ce CeCt R U a U a0 a Ts C t
1.2.2 运行特性
Ua Te Ra n n0 kTe 2 Ce CeCt
n0
机械特性为一直线
Ua -理想空载转速 Ce
Tk Ct
k
Ua -堵转转矩 Ra
Ra Δn -直线斜率 CeCt 2 ΔT
图 1-2 直流伺服电动机的机械特性
1.2.2 运行特性
（1）n0、Tk、k的物理意义 理想空载转速n0：n0是电磁转矩Te=0时的转速，由于电机空载时 Te= T0，电机的空载转速低于理想空载转速。
由于 U a0 Ts ，即负载转矩越大，始动电压越高。而且控制电压从0到 Ua0一段范围内，电机不转动，故把此区域称为电动机的死区。 斜率k1： k1
1 C e
是由电机本身参数决定的常数，与负载无关。
1.2.2 运行特性
（2）总阻转矩对调节特性的影响
U a0 Ts ，斜率k1保持不变。因此 总阻转矩Ts变化时，
对应于不同的总阻转矩 Ts1、Ts2、Ts3 一组相互平行的调节特性。
图1-5 不同负载时的调节特性
，可以得到
3．直流伺服电动机低速运转的不稳定性
当电动机转速很低时，转速就不均匀，出现时快、时慢，甚至暂时停
一下的现象，这种现象称为直流伺服电动机低速运转的不稳定性。
（1）低速运转的不稳定的原因 电枢齿槽的影响 低速时，反电动势的平均值很小，因而电枢齿槽堵转转矩TkTk是转速n=0时的电磁转矩。
机械特性的斜率k ：斜率k前面的负号表示直线是下倾的。斜率k的 大小直接表示了电动机电磁转矩变化所引起的转速变化程度。斜率
k大，转矩变化时转速变化大，机械特性软。反之，斜率k小，机
械特性就硬。
1.2.2 运行特性
（2）电枢电压对机械特性的影响
n0和Tk都与电枢电压成正比，而斜率k则与电枢电压无关。
由 n
Ua TR e a 2 得 Ce Ce C t
n k1 1 Ce
Ua TR s a 2 k1U a A Ce CeCt
为特性的斜率；
A
Ts Ra 为由负载阻转矩决定的常数。 2 C e C t
1.2.2 运行特性
n Ua TR s a 2 k1U a A Ce CeCt
对应于不同的电枢电压可以得到一组相互平行的机械特性曲线。 直流伺服电动机由放大器供电时，
放大器可以等效为一个电动势源
与其内阻串联。内阻使直流伺服 电动机的机械特性变软。
图 1-3 不同控制电压时的机械特性
1.2.2 运行特性
2. 调节特性
调节特性是指负载转矩不变时，电机转速与电枢电压之间的函数关系， 即 Te Ts TL T0 c时，n f (U a ) 。
效应等引起电动势脉动的影响增大，导致电磁转矩波动比较明显。
1.2.2 运行特性
电刷接触压降的影响 低速时，控制电压很低，电刷和
换向器之间的接触压降开始不稳定，影响电枢上有效电
压的大小，从而导致输出转矩不稳定。 电刷和换向器之间摩擦的影响 低速时，电刷和换向器 之间的摩擦转矩不稳定，造成电机本身的阻转矩T0不稳 定，因而导致总阻转矩不稳定。 （2）解决的措施 稳速控制电路