同步电机详细版 PPT.pptVIP

* 第七节 步进电动机 特点: (1) 来一个脉冲，转一个步距角。 (2) 控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3) 改变脉冲顺序，可改变转动方向。 步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲 信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉 冲，步进电机转动一定角度，带动机械移动一小段 距离。 区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。 种类：励磁式和反应式两种。 * 下面以反应式步进电机为例说明步进电机的 结构和工作原理。 三相反应式步进电动机的原理结构图如下： A B C IA IB IC 定子内圆周 均匀分布着六个 磁极，磁极上有 励磁绕组，每两 个相对的绕组组 成一相。转子有 四个齿。 定子 转子 * 1.三相单三拍 C A' B B' C' A 3 4 1 2 A相绕组通电，B、C相 不通电。由于在磁场作用下， 转子总是力图旋转到磁阻最 小的位置，故在这种情况下， 转子必然转到左图所示位置： 1、3齿与A、A′极对齐。 动画 * C A' B B' C' A 3 4 1 2 同理，B相通电时，转子会转过30?角，2、4 齿和B、B′ 磁极轴线对齐；当C相通电时，转子 再转过30?角，1、3齿和C′、C磁极轴线对齐。 1 C' 3 4 2 C A' B B' A * 这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。 按A?B ?C ?A ? ……的顺序给三相绕组轮流通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过30°(步距角)，每个通电循环周期(3拍)转过90°(一个齿距角)。 2. 三相六拍 按A?AB ?B ?BC ?C ? CA的顺序给三相绕组轮流通电。这种方式可以获得更精确的控制特性。 * C A' B B' C' A 3 4 1 2 C A' B B' C' A 3 4 1 2 A相通电，转子1、 3齿与A、A' 对齐。 A、B相同时通电， A、A' 磁极拉住1、3齿，B、B' 磁极拉住2、4齿，转子转过15?，到达左图所示位置。 动画 * 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 * 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式： ? —步距角 Zr —转子齿数 m —每个通电循环周期的拍数 实用步进电机的步距角多为3?和1.5? 。为了获得小步距角，电机的定子、转子都做成多齿的，如教材图6-33所示。图中转子表面有40个齿， * 齿距角是9?；定子仍是 6个磁极，但每个磁极表面加工有五个和转子一样的齿。 步进电动机的应用非常广泛，如各种数控 机床、自动绘图仪、机器人等。 应用： * * * * 三、 矩角特性 * * 9.3.5 稳定运行 * 功角 意义的图示A： * N S Fδ N S Ff T1 n T n1 功角 意义的图示B 功角 是转子磁极轴线和定子合成磁极轴线的空间夹角 * 同步电动机无功功率的调节 一、无功功率的调节： 同步电动机的功率因数是超前还是滞后，和 发电机一样决定于励磁状态。 先看一下同 步电动机的V型曲线，注意到： 1）过励时，电动机从电网中吸入超前的无 功电流， 2）欠励时，从电网中吸入滞后的无功功率电流， 显然，电动机的功率因数是可以通过改变励磁 * * * * 电流来进行调节的。 我们知道，感应电动机