第7章_无刷直流电动机.pptVIP

目录 标题“目录”（三号、黑体、居中） 章标题（四号、黑体、居左） 节标题（小四、宋体） 页码（小四、宋体） 正文 章标题（三号、黑体、居中） 节标题（四号、黑体、居左） 正文（小四号、宋体） 电枢绕组在磁场中转动产生感应电势，经换向器变换后，输出与转速成正比的直流电压。 工作原理 1 直流测速发电机 直流测速发电机原理电路 电压平衡方程式 1 直流测速发电机 直流测速发电机输出特性 不同负载时的理想输出特性 1 直流测速发电机 工作原理 励磁绕组 输出绕组 空心杯形转子感应测速发电机工作原理 2 交流测速发电机 工作原理 实质：他励电动机 电枢绕组和励磁绕组，电枢电压Ua与励磁电压Uf彼此无关。 3 直流伺服电动机 控制方式 电枢控制 磁极控制　　 3 直流伺服电动机 定子：励磁绕组和控制绕组。 结构和工作原理 4 交流伺服电动机 放 大 器 检 测 元 件 控制信号 + – + – 控制绕组 励磁绕组 + + + – – – 1 幅值控制 相位控制 4 交流伺服电动机 控制方式 5 步进电动机 步进电动机 输入：脉冲电信号 输出：阶跃的角位移或线位移 分类 工作方式：功率步进电动机，伺服步进电动机 励磁方式：反应式、永磁式、混合式 工作原理 定子有八个极，构成四相；转子六个齿。 （a）A相通电（b）C相通电（c）B相通电（d）D相通电 经过A C B D一个通电循环转子转过60° 5 步进电动机 运行方式 四相八拍运行 四相双四拍运行 四相单四拍运行 通电方式为A→AC→C→CB→B→BD→D→DA→…。 通电方式为AC→CB→BD→DA→… 通电方式为A→C→B→D→… 5 步进电动机 6 力矩式自整角机 工作原理 图 力矩式自整角机的原理图 * 1. 二二导通方式 电机的瞬时电磁转矩可由电枢绕组的电磁功率求得： 式中 Ea、Eb、Ec———A、B、C三相绕组的反电动势； ia、ib、ic———A、B、C三相绕组的电流； ?——转子的机械角速度。 可见，电磁转矩取决于反电动势的大小。在一定的转速下，如果电流一定，反电动势越大，转矩越大。 每一瞬间只有两个功率管导通 * 工作原理 磁极图示位置→位置信号→逻辑变换→V1、V6开通→ A、B相导通→I:E+-A-B-E- →电机顺时针旋转 磁极转过60o图示位置→位置信号→逻辑变换→V1、V2 开通→ A、C相导通→I: E+-A-C-E- →电机顺时针旋转 转子每转过60o，逆变器开关管换流一次、定子磁状态改变一次，电机有6个磁状态，三相各导通120o——两相导通三相六状态 转子磁场顺时针连续旋转、定子磁场隔60O跳跃旋转 ——自同步电机 * 两相导通星形三相六状态时绕组和开关管导通顺序表 * 三相绕组的反电动势波形及其二二导通方式下的导通规律 2. 三三导通方式 每一瞬间有三个功率管同时导通 * 2. 三三导通方式 三相绕组的反电动势波形及其三三导通方式下的导通规律 * 7.3 无刷直流电动机的电枢反应 电动机负载时电枢绕组产生的磁场对主磁场的影响称为电枢反应。 电枢绕组的合成磁动势变化如下图所示 如图所示，电枢磁动势的直轴分量Fad对转子主磁极产生最大去磁作用 * 如图所示，电枢磁动势的直轴分量Fad对转子主磁极产生最大增磁作用。 可见，在一个磁状态范围内，电枢磁动势在刚开始为最大去磁，然后去磁磁动势逐渐减小；在1/2磁状态时既不去磁也不增磁；在后半个磁状态内增磁逐渐增大，最后达到最大值。增磁和去磁磁动势的大小等于电枢合成磁动势Fa在转子磁极轴线上的投影，其最大值为 * 式中 F? ——每相绕组的磁动势； W?——每相绕组的串联匝数； Kw——绕组系数。 由于在无刷直流电动机中磁状态角比较大，直轴电枢反应磁动势可以达到相当大的数值，为了避免使永磁体发生永久失磁，在设计时必须予以注意。 * 7-4 无刷直流电动机基本公式与数学模型 无刷直流电机的磁场、电势、电流波形 方波电动机——梯形波反电势与方波电流 * 7.4.1 无刷直流电动机的数学模型 假设 (1) 电动机的气隙磁感应强度在空间呈梯形(近似为方波)分布； (2) 定子齿槽的影响忽略不计； (3) 电枢反应对气隙磁通的影响忽略不计； (4) 忽略电机中的磁滞和涡流损耗； (5) 三相绕组完全对称。 直接利用电动机本身的相变量来建立数学模型 * 三相绕组的电压平衡方程为 定子相绕组电压 定子相绕组电流 定子相绕组自感、互感 定子相绕组电动势 微分算子 * 当三相绕组为Y连接，且没有中线，则： ia+ib+ic=0 Mia+Mib=-Mic