DC伺服電機是自動控制系統(tǒng)中的專用DC電機，又稱執(zhí)行電機，它可以將輸入電壓信號轉(zhuǎn)換成軸上的角位移和角速度等機械信號。DC伺服電機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電磁關(guān)系與通用DC電機相同。

DC伺服電機的控制電源為DC電壓，分為普通DC伺服電機、盤式電樞DC伺服電機、空心杯DC伺服電機和無槽DC伺服電機。普通DC伺服電機有兩種基本結(jié)構(gòu)類型：永磁型和電磁型。電磁型分為單獨勵磁、并聯(lián)勵磁、串聯(lián)勵磁和復合勵磁，永磁型可視為單獨勵磁型。

特點：轉(zhuǎn)子直徑小，軸向尺寸大；轉(zhuǎn)動慣量小，所以響應時間快。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)控機床。

　　1、直流伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)

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

　　2. 直流伺服電動機的分類

(1)根據(jù)電機本身結(jié)構(gòu)的不同，可分為以下幾類：

改進后的DC伺服電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量更小，過載能力更強，換向性能更好。

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

永磁DC伺服電機可以長時間工作在大過載轉(zhuǎn)矩下，轉(zhuǎn)動慣量大，無勵磁回路損耗，可以低速運行。

無刷DC電機由同步電機和逆變器組成，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電機對勵磁繞組的不同勵磁方式，可分為四種類型：單獨勵磁型、并聯(lián)勵磁型、串聯(lián)勵磁型和復合勵磁型。

　　直流伺服電動機的特點種類

DC伺服電機的結(jié)構(gòu)與一般的DC電機相同，但為了減小轉(zhuǎn)動慣量而做成細長形。它的勵磁繞組和電樞由兩個獨立的電源供電。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伺服電機分為以下幾類：

通用DC伺服電機

無槽電樞DC伺服電機

空心杯電樞DC伺服電機

印刷繞組DC伺服電機

無刷DC伺服電機

DC伺服電機的機構(gòu)特性(n=f(T))與DC單獨勵磁電機相同，也可用下式表示：

n=Uc/KE-Ra/KE KTT

下圖是DC伺服電機在不同控制電壓(Uc為額定控制電壓)下的機械特性曲線。

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

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

　　直流伺服電動機的技術(shù)參數(shù)

　　1.額定功率 是指電動機軸上輸出功率的額定值，即電動機在額定狀態(tài)下運行時的輸出功率。在額定功率下允許電動機長期連續(xù)運行而不致過熱。

　　2.額定電壓 是指電動機在額定狀態(tài)下運行時，勵磁繞組和電樞控制繞組上應加的電壓額定值。

　　3.額定電流 是指電動機在額定電壓下，驅(qū)動負載為額定功率時繞組中的電流。額定電流一般就是電動機長期連續(xù)運行所允許的電流。

　　4.額定轉(zhuǎn)速 也稱高轉(zhuǎn)速，是指電動機在額定電壓下，輸出額定功率時的轉(zhuǎn)速。直流伺服電動機的凋速范圍一般在額定轉(zhuǎn)速以下。

　　5.額定轉(zhuǎn)矩 是指電動機在額定狀態(tài)下運行時的輸出轉(zhuǎn)矩。

　　6.轉(zhuǎn)矩 是指電動機在短時間內(nèi)可輸出的轉(zhuǎn)矩，它反映了電動機的瞬時過載能力。直流伺服電動機的瞬時過載能力都比較強，其轉(zhuǎn)矩一般可達額定轉(zhuǎn)矩的5—10倍。

　　7.機電時間常數(shù)τj和電磁時間常數(shù)τd

　　分別反映了直流伺服電動機兩個過渡過程時間的長短。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機近似地看成是一階慣性環(huán)節(jié)。

　　8.熱時間常數(shù) 是指電動機繞組上升到額定溫升的63.2%時所需的時間。

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

　　直流伺服電動機的特性參數(shù)

　　（1）轉(zhuǎn)矩－速度特性曲線 又叫工作曲線。

　　（2）負載－工作周期曲線