1.1.6.1　直流伺服电动机的转速控制

在自动控制系统中，直流伺服电动机的转速需要在很宽的范围内变化，对其控制主要有以下两种方法。

1.电枢电压控制

在定子磁场不变的情况下，通过改变施加在电枢绕组两端的电压来改变电动机的转速，由于负载和定子磁场均不变，电枢电流可以达到额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值。由电机学可知，这种调速方式称为恒转矩调速方式。如图1.9所示。2.激磁磁场控制

图1.9　电枢电压控制的机械特性曲线

这种方式只适用于电磁式直流伺服电动机，是通过改变激磁电流的大小来改变定子磁场强度，从而改变电动机的转速。

图1.10　激励磁场控制的机械特性曲线

当采用激磁磁场控制时，电动机在额定运转条件下磁场已接近饱和，只能减弱磁场来改变电动机的转速。因为不允许电枢电流超过额定值，所以当磁场减弱时，在输出功率不变的情况下转速增加，输出转矩下降。由电机学可知，这种调速方式称为恒功率调速方式。如图1.10所示。

在使用这种方式调速时，应注意电动机运转时不能将激磁回路断开，以免损坏电动机。

【例1-1】设一台直流伺服电动机，电枢电压Ua=110V，Ra=50Ω空载时电枢电流Ia0=0.062A，接负载后，当Ia=0.4A时其转速n=3600r/min。若激磁回路断开后，剩磁下降为正常磁通的0.04，问激磁回路断开后将会发生什么后果？

解：分两种情况进行分析。

（1）当电动机负载时。根据转矩平衡关系，激磁回路断开前后的电磁矩应不变，即

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这样激磁回路断开后的电枢电流应为

但这台电动机所能产生的最大电枢电流为

其结果小于负载转矩所需的电流（10A），电磁转矩小于负载转矩，电动机停转，此时电动机处于堵转状态。如果电动机长时间堵转，就会被烧坏。

（2）当电动机空载时。空载时电磁转矩与电机的阻转矩T0相等，由于T0基本不变，因此激磁回路断开前后的电磁转矩应相等，即

这样激磁回路断开后的空载电枢电流应为

激磁回路断开后的空载转速与负载转速之比为

即电动机的空载转速n＇0=9n=9×3600=32400（r/min）。可见此时的转速大大地超过额定值，轴承摩擦急剧增大，发出尖锐的噪音，这种情况称为“飞车”，对电枢绕组和换向器也会有损害。因此，直流伺服电动机在运转时绝对不能将激磁回路断开。

1.1.6.2　直流伺服电动机的方向控制

通过改变激磁磁场或电枢电压的方向能改变电动机的旋转方向，即将激磁绕组或电枢绕组的接线端对调就可以改变转向。