直流伺服電動機(jī)是自動控制系統(tǒng)中具有特殊用途的直流電動機(jī)，又稱執(zhí)行電機(jī)，它能夠把輸入的電壓信號變換成軸上的角位移和角速度等機(jī)械信號。直流伺服電動機(jī)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電磁關(guān)系與一般用途的直流電動機(jī)相同。

直流伺服電動機(jī)的控制電源為直流電壓，分普通直流伺服電動機(jī)、盤形電樞直流伺服電機(jī)、空心杯直流伺服電機(jī)和無槽直流伺服電機(jī)等。普通直流伺服電動機(jī)有永磁式和電磁式兩種基本結(jié)構(gòu)類型。電磁式又分為他勵、并勵、串勵和復(fù)勵四種，永磁式可看作是他勵式。

特點：轉(zhuǎn)子直徑較小、軸向尺寸大；轉(zhuǎn)動慣量小，因此響應(yīng)時間快。但額定扭矩較小，一般必須與齒輪降速裝置相匹配。用于高速輕載的小型數(shù)控機(jī)床中。

1、直流伺服電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

圖為直流伺服電動機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要包括定子、轉(zhuǎn)子、電刷與換向片三個部分

2.直流伺服電動機(jī)的分類

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

改進(jìn)型直流伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量較小，過載能力較強(qiáng)，且具有較好的換向性能。

小慣量直流電動機(jī)最大限度地減少了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，能獲得最好的快速特性。

永磁直流伺服電動機(jī)能在較大過載轉(zhuǎn)矩下長期地工作，轉(zhuǎn)動慣量較大，無勵磁回路損耗，可在低速下運(yùn)轉(zhuǎn)。

無刷直流電動機(jī)由同步電動機(jī)和逆變器組成，而逆變器是由裝在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子位置傳感器控制。

（2）根據(jù)直流電動機(jī)對勵磁繞組的勵磁方式不同，可分為他勵式、并勵式、串勵式和復(fù)勵式四種。

直流伺服電動機(jī)的特點種類

直流伺服電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和一般直流電動機(jī)一樣，只是為了減小轉(zhuǎn)動慣量而做得細(xì)長一些。它的勵磁繞組和電樞分別由兩個獨立電源供電。也有永磁式的，即磁極是永久磁鐵。通常采用電樞控制，就是勵磁電壓f一定，建立的磁通量Φ也是定值，而將控制電壓Uc加在電樞上，其接線圖如下圖所示。

直流伺服電動機(jī)，通常用于功率稍大的系統(tǒng)中，其輸出功率一般為1W-600W。

直流伺服電動機(jī)分為以下幾種：

一般直流伺服電動機(jī)

無槽電樞直流伺服電動機(jī)

空心杯形電樞直流伺服電動機(jī)

印刷繞組直流伺服電動機(jī)

無刷直流伺服電動機(jī)

直流伺服電動機(jī)的機(jī)構(gòu)特性（n=f（T））和直流他勵電動機(jī)一樣，也用下式表示：

n=Uc/KE·Φ-Ra/KE·KT·Φ·T

下圖是直流伺服電動機(jī)在不同控制電壓下（Uc為額定控制電壓）的機(jī)械特性曲線。

由圖可見：在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，當(dāng)磁通不變時，如果升高電樞電壓，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，電動機(jī)立即停轉(zhuǎn)。要電動機(jī)反轉(zhuǎn)，可改變電樞電壓的極性。

直流伺服電動機(jī)的技術(shù)參數(shù)

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

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

3.額定電流是指電動機(jī)在額定電壓下，驅(qū)動負(fù)載為額定功率時繞組中的電流。額定電流一般就是電動機(jī)長期連續(xù)運(yùn)行所允許的最大電流。

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

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

6.最大轉(zhuǎn)矩是指電動機(jī)在短時間內(nèi)可輸出的最大轉(zhuǎn)矩，它反映了電動機(jī)的瞬時過載能力。直流伺服電動機(jī)的瞬時過載能力都比較強(qiáng)，其最大轉(zhuǎn)矩一般可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的5—10倍。

7.機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)械特性曲線的斜率。

直流伺服電動機(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