DC伺服電機(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的專(zhuān)用DC電機(jī)，又稱(chēng)執(zhí)行電機(jī)，它可以將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成軸上的角位移和角速度等機(jī)械信號(hào)。DC伺服電機(jī)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電磁關(guān)系與通用DC電機(jī)相同。

DC伺服電機(jī)的控制電源為DC電壓，分為普通DC伺服電機(jī)、盤(pán)式電樞DC伺服電機(jī)、空心杯DC伺服電機(jī)和無(wú)槽DC伺服電機(jī)。普通DC伺服電機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型：永磁型和電磁型。電磁型分為單獨(dú)勵(lì)磁、并聯(lián)勵(lì)磁、串聯(lián)勵(lì)磁和復(fù)合勵(lì)磁，永磁型可視為單獨(dú)勵(lì)磁型。

特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子直徑小，軸向尺寸大；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，所以響應(yīng)時(shí)間快。但是額定扭矩小，必須和齒輪減速器配套。用于高速輕載的小型數(shù)控機(jī)床。

　　1、直流伺服電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

圖為DC伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要包括定子、轉(zhuǎn)子、電刷和換向器片

　　2. 直流伺服電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)

(1)根據(jù)電機(jī)本身結(jié)構(gòu)的不同，可分為以下幾類(lèi)：

改進(jìn)后的DC伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量更小，過(guò)載能力更強(qiáng)，換向性能更好。

小慣性DC電機(jī)可以小化轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，獲得佳的快速特性。

永磁DC伺服電機(jī)可以長(zhǎng)時(shí)間工作在大過(guò)載轉(zhuǎn)矩下，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，無(wú)勵(lì)磁回路損耗，可以低速運(yùn)行。

無(wú)刷DC電機(jī)由同步電機(jī)和逆變器組成，逆變器由安裝在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子位置傳感器控制。

(2)根據(jù)DC電機(jī)對(duì)勵(lì)磁繞組的不同勵(lì)磁方式，可分為四種類(lèi)型：?jiǎn)为?dú)勵(lì)磁型、并聯(lián)勵(lì)磁型、串聯(lián)勵(lì)磁型和復(fù)合勵(lì)磁型。

　　直流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)種類(lèi)

DC伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與一般的DC電機(jī)相同，但為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量而做成細(xì)長(zhǎng)形。它的勵(lì)磁繞組和電樞由兩個(gè)獨(dú)立的電源供電。還有永磁體，就是磁極是永磁體。一般采用電樞控制，即勵(lì)磁電壓f恒定，建立的磁通也是恒定值，控制電壓Uc施加在電樞上，其接線圖如下圖所示。

DC伺服電機(jī)通常用于功率稍高的系統(tǒng)，其輸出功率一般為1 W-600 W.

DC伺服電機(jī)分為以下幾類(lèi)：

通用DC伺服電機(jī)

無(wú)槽電樞DC伺服電機(jī)

空心杯電樞DC伺服電機(jī)

印刷繞組DC伺服電機(jī)

無(wú)刷DC伺服電機(jī)

DC伺服電機(jī)的機(jī)構(gòu)特性(n=f(T))與DC單獨(dú)勵(lì)磁電機(jī)相同，也可用下式表示：

n=Uc/KE-Ra/KE KTT

下圖是DC伺服電機(jī)在不同控制電壓(Uc為額定控制電壓)下的機(jī)械特性曲線。

從圖中可以看出，在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，當(dāng)磁通量不變時(shí)，如果功率增大，

樞電壓，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就升高；反之，降低電樞電壓，轉(zhuǎn)速就下降；當(dāng)Uc＝0時(shí)，電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。要電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，可改變電樞電壓的極性。

　　直流伺服電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)

　　1.額定功率 是指電動(dòng)機(jī)軸上輸出功率的額定值，即電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的輸出功率。在額定功率下允許電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行而不致過(guò)熱。

　　2.額定電壓 是指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁繞組和電樞控制繞組上應(yīng)加的電壓額定值。

　　3.額定電流 是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，驅(qū)動(dòng)負(fù)載為額定功率時(shí)繞組中的電流。額定電流一般就是電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行所允許的電流。

　　4.額定轉(zhuǎn)速 也稱(chēng)高轉(zhuǎn)速，是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。直流伺服電動(dòng)機(jī)的凋速范圍一般在額定轉(zhuǎn)速以下。

　　5.額定轉(zhuǎn)矩 是指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩。

　　6.轉(zhuǎn)矩 是指電動(dòng)機(jī)在短時(shí)間內(nèi)可輸出的轉(zhuǎn)矩，它反映了電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)過(guò)載能力。直流伺服電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)過(guò)載能力都比較強(qiáng)，其轉(zhuǎn)矩一般可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的5—10倍。

　　7.機(jī)電時(shí)間常數(shù)τj和電磁時(shí)間常數(shù)τd

　　分別反映了直流伺服電動(dòng)機(jī)兩個(gè)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間的長(zhǎng)短。τj通常小于20ms，τd通常小于5ms，兩者之比通常大于3，因而通常可將直流伺服電動(dòng)機(jī)近似地看成是一階慣性環(huán)節(jié)。

　　8.熱時(shí)間常數(shù) 是指電動(dòng)機(jī)繞組上升到額定溫升的63.2%時(shí)所需的時(shí)間。

　　9.阻尼系數(shù) 又稱(chēng)內(nèi)阻尼系數(shù)，其倒數(shù)即為機(jī)械特性曲線的斜率。

　　直流伺服電動(dòng)機(jī)的特性參數(shù)

　　（1）轉(zhuǎn)矩－速度特性曲線 又叫工作曲線。

　　（2）負(fù)載－工作周期曲線