直流伺服电机与舵机详解：RS-380SH电机及控制原理

本文档主要介绍了直流电机的相关知识，包括反电动势系数Ke和转动惯量J的计算，以及两种电机类型——RS-380SH直流伺服电机和舵机的工作原理和特点。 在直流电机中，反电动势系数Ke是一个关键参数，它反映了电机在旋转时产生的反电动势与转速的关系。根据描述中的计算，当电机在最大功率下运行，即Ma=P/E*I，其中P=26.68W，I=8.61A，可得反电动势E=3.1V。由于E=Ke*ω，其中ω=2πf，f=7650/60Hz=127.5Hz，代入数值可得Ke=0.004V/(rad·s^-1)。这个系数对于理解电机的动态性能和设计控制器至关重要。 转动惯量J是描述物体旋转运动惯性的物理量。在直流电机中，转子的转动惯量MJ可以通过落重法来测量。这种方法涉及将电机置于高台上，通过一个连接重物的系统记录重物自由落下的时间，然后利用公式2*(g*t^2)/(h+r^2)求解J，其中M是重物的质量，g是重力加速度，t是平均下落时间，h是重物自由下落的高度，r是圆盘半径。 接下来，文档提到了RS-380SH型号的直流伺服电机，这种电机因其优秀的速度控制性能、大扭矩输出、宽调速范围、良好的线性机械特性以及快速响应能力而被选用。伺服电机能够直接驱动负载，并且在负载变化时保持稳定的速度，还具有过载能力，能够在停转状态下长时间工作而不损坏。 舵机是另一种位置伺服设备，广泛用于需要精确角度控制的系统。它的工作基于PWM信号，通过调整脉冲宽度来改变电机的转动角度，从而实现位置的保持。舵机的控制信号是一个20ms周期的脉冲，其中高电平时间在1ms-2ms之间，低电平时间在5ms到20ms之间，不同的脉冲宽度对应不同的舵机位置。 本文档涵盖了直流电机的基本原理，特别是反电动势系数Ke的计算，转动惯量J的测量方法，以及伺服电机和舵机的工作机制和应用。这些知识对于理解和设计电机控制系统至关重要。