9.1 伺服电动机 9.3 步进电动机 9.3 步进电动机 9.5  自动控制的基本概念 C A' B B' C' A 3 4 1 2         B 相通电，转子2、 4齿与B、B′ 对齐,又转 过15?。 3 4 1 2 C A' B B' C' A        B、C相同时通电， C' 、C 磁极拉住1、3 齿，B、B' 磁极拉住 2、4齿，转子再转过 15?。        三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下：A?AB ?B ?BC ?C ? CA，每个循 环周期分为六拍。每拍转子转过15?（步距角）， 一个通电循环周期(6拍)转子转过90? (齿距角)。         与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更 小，更适用于需要精确定位的控制系统中。 3. 三相双三拍     按AB ?BC ?CA的顺序给三相绕组轮流通 电。每拍有两相绕组同时通电。 AB通电 C A' B B' C' A 3 4 1 2 BC通电 3 4 1 2 C A' B B' C' A CA通电 C A' B B' C' A 3 4 1 2         与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电循 环周期也分为三拍。每拍转子转过30? (步距角)， 一个通电循环周期(3拍)转子转过90?(齿距角)。 动画 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 第9章   控制电机  9.1 伺服电动机 9.2 测速发电机 9.3 步进电动机 9.4 自动控制的基本概念 第9章   控制电机  教学要求： 1.了解交流伺服电动机的结构和工作原理。 2.了解直流伺服电动机的结构和工作原理。 3.了解交流测速发电机的结构和工作原理。 4.了解步进电动机的结构和工作原理。        前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的，其主要任务是能量的转换。 各种控制电机有各自的控制任务： 如:   伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱 动控制对象；测速发电机将转速转换为电压，并传 递到 输入端作为反馈信号。步进电动机将脉冲信号 转换为角位移或线位移。         本章介绍的各种控制电机的主要任务是转换和 传递控制信号，能量的转换是次要的。        控制电机的种类很多，本章只讨论常用的几种: 伺服电机、测速电机、步进电机。         对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、 重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。 伺服电动机可分为两类：     伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，驱动控制对象。   交流伺服电动机   直流伺服电动机     伺服电动机可控性好，反应迅速。是自动控 制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。 max.book118.com 交流伺服电动机     交流伺服电动机就是一台两相交流异步电机。它的定子上装有空间互差90?的两个绕组：励磁绕组和控制绕组，其结构如图所示。 励磁绕组 控制绕组 杯形转子 内定子 交流伺服电动机结构图 放 大 器 检 测 元 件 控制信号 + – + – 控制绕组 励磁绕组 + + + – – – 1   励磁绕组串联电容C , 是为了产生两相旋转磁场。   适当选择电容的大小，可使通入两个绕组的电流相位差接近90?,从而产生所需的旋转磁场。 交流伺服电动机的接线图和相量图 (a）接线图 ?1 (b) 相量图         控制电压       与电源电压     频率相同，相位相同或反相。 放 大 器 检 测 元 件 控制信号 + – + – 控制绕组         交流伺服电动机的工作原理与单相异步电动机有相似之处。         励磁绕组固定接在电源上，当控制电压为零时，电机无起动转矩，转子不转。                  若有控制电压加在控制绕组上，且励磁电流 和控制绕组电流     不同相时，因此便产生两相旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子便转动起来。                 交流伺服电动机的特点：不仅要求它在静止状态下，能服从控制信号的命令而转动，而且要求在电动机运行时如果控制电压变为零，电动机立即停转。       但如果交流伺服电动机的参数选择和一般单相异步电动机相似，电动机一经转动，即使控制等于零，电动机仍继续转动，电动机失去控制，这种现象称为“自转”。       如何克服“自转”现象呢？ 正反向旋转磁场的合成转矩特性 (正向) (反向) 正 转 转 反 当单相励磁时，在电动机运行范围0 S1 1时，转矩为正值，产生电动转矩，使转子继续转动。反转时也同样为电动转矩。 现增大转子电阻，使Sm 1 当单相励磁时，在电动机运行范围0 S1 1时，转矩为负值，产生制动转矩，使转子停转。反转时也同样为制动转矩。         加在控制绕组上的控制电压反相时(保持励 磁电压不变)，由于旋转磁场的旋转方向发生变 化，使电动机转子反转。                  加在控制绕组上的控制电压大小变化时，其产生的旋转磁场的椭圆度不同，从而产生的电磁转矩也不同，从而改变电动机的转速。 不同控制电压下的机械特性曲线 n=f(T), U1=常数 T U2 0.8 U2 0.6 U2 0.4 U2 o n         交流伺服电动机的机械特性如图所示。         在励磁电压不变的情况下，随着控制电压的 下降，特性曲线下移。在同一负载转矩作用时， 电动机转速随控制电压的下降而均匀减小。     交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100 W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛，如用在各种自动控制、自动记录等系统中。 应用: max.book118.com 直流伺服电动机     直流伺服电动机的结构与直流电动机基本相 同。只是为减小转动惯量，电机做得细长一些。     直流伺服电动机的工作原理也与直流电动机 相同。 供电方式：他励供电。励磁绕组和电枢分别由两个独立的电源供电。 U1为励磁电压， U2为电枢电压 M U1 I1 I2 U2 放 大 器 U + + – – 直流伺服电动机的接线图 由机械特性可知： (1) 一定负载转矩下，当磁通?不变时，U2?? n?。 (2) U2=0时，电机立即停转。 电动机反转：改变电枢电压的极性，电动机反转。         直流伺服电机的机械特性与他励直流电机相同一样，也可用下式表示 机械特性曲线如图所示。 直流伺服电动机的 n=f(T)曲线(U1=常数) U2 0.8U2 0.6U2 0.4U2 n T O     直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。通常应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控制等。     直流伺服电机输出功率一般为1-600W。 应用： 9.2 测速发电机          测速发电机是一种转速测量传感器。在许 多自动控制系统中，它被用来测量旋转装置的 转速，向控制电路提供与转速大小成正比的信 号电压。 测速发电机分为交流和直流两种类型。 max.book118.com 交流测速发电机     交流测速发电机又分为同步式和异步式两 种，这里只分析异步式交流测速发电机的工作 原理。 ? ? ? ? ?1 转子 定子 励磁绕组 输出绕组     异步式交流测速发电机的结构与杯形转子 交流伺服电机相似，它的定子上有两个绕组， 
交流伺服电机的工作原理.ppt