第八章特种电机要点分析.pptVIP

8.2 伺服电动机（执行电动机） 3. 小步距角磁阻式步进电机 转子上有均匀分布的40个齿. § 步进电动机的驱动电源 一、对驱动电源的基本要求 驱动电源的相数、通电方式和电压、电流都要满足步进电动机的要求； 要满足步进电动机起动频率和连续运行频率的要求； 能最大限度地抑制步进电动机的振荡； 工作可靠，抗干扰能力强 成本低、效率高，安装维护方便。 二、驱动电源组成 三相单三拍脉冲分配器 开始工作时，加上预置脉冲信号使触发器置“0”，则Q1=Q2=0 功率驱动电路 单极性驱动（反应式步进电动机） 单一电压型功率放大电路 高、低电压切换型功率放大电路 高、低电压切换型功率放大电路 高、低电压切换型功率放大电路 优点： 电源功耗比较小，效率比较高。 矩频特性好，启动和运行频率得到了很大的提高。 主要缺点： 低频运行时输入能量过大，造成电机低频振荡加重； 增大了电源的容量， 对功率管性能参数的要求高。 常用于大功率步进电动机的驱动 §8.5 步进电动机控制与应用 一、步进电动机的控制 二、 步进电动机的应用 用于数字程序控制系统 优点：线路简单，功率元件少，成本低。 缺点：Rf1上要消耗能量，工作效率低。 只适用于小功率步进电动机。如果电容C选择不当，在低频段会使振荡有所增加，使低频性能变差。 减小时间常数，限流。 放电回路保护V 当控制脉冲信号输入时， V1、V2导通，低压电源由于D1承受反向电压处于截止状态； 高压电源加在控制绕组上，绕组中电流迅速上升到额定值或更高； 利用定时电路或电流检测电路，使V1关断，V2仍导通，D1由截止变导通，控制绕组由低压电源供电，维持额定稳态电流。 当输入信号为零时， V2截止，控制绕组中电流通过D2续流作用向高压电源放电，绕组中电流迅速减小。 Rf1用于调节控制绕组中电流，使各相电流平衡。 直流电机的转子 励磁方式：电磁式和永磁式 直流永磁电机 直流永磁电机 永磁直流测速发电机 永磁直流测速发电机 2577稀土直流伺服测速机组 用途：在随动系统中提供驱动力矩和速度反馈信号，本产品已用于某机光学瞄准具随动系统中 。 二、直流测速发电机的工作原理 导体ab,cd切割磁力线产生感应电势，N极下电势方向由b指向a，s极下导体cd中电势由c指向d,因此电刷A为正，B为负 N S + - n a b c d A B 当被测装置转动轴带动发电机电枢旋转时， 电枢产生电动势Ea，其大小为： 发电机的输出电压为： 上式中代入： 于是 0 n U2 RL2RL1 RL=? RL2 RL1 输出特性 误差分析：由于直流电机中存在着电枢反应现象，使得输出电压U2与转速n 有一定的线性误差。 RL越小、n 越大，误差越大。因此，在使用中应使RL和 n的大小符合直流测速发电机的技术要求。 特点：精度高，线性；但价格较贵 。 直流测速发电机的应用 直流测速发电机在自动控制系统和计算装置中可以作为测速元件、校正元件、解算元件和角加速度信号元件。它可以测量各种机械在有限范围内的摆动或非常缓慢的转速。 Uu Uv Uw M L 电磁滑差离合器 电枢 测速发电机 控制器 信号处理电路 给定 磁极 直流励磁绕组 电磁滑差离合器的异步调速系统 8.4 步进电动机 原理：步进电动机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。 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，改变方向。 种类： 步进电动机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）。 应用： 步进电动机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动绘图仪等设备中都得到应用。 下面以反应式步进电动机为例说明步进电动机的结构和工作原理。 1 结构 步进电动机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极 。 定子 转子 定子绕组 定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。 注意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。步进电动机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。 A B C 定子 转子 IA IB IC 2 工作方式 步进电动机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。 “三相”：定子有三相绕组； “单”：同时只让一相绕组通电； “双”：同时有两相绕组通电； “拍”：定子绕组改变一次通电方式； “三拍”：通电三次完成一个循环。 一、三相单三拍 （1）三相绕组联接方式：Y 型 （2）三相绕组中的通电顺序为： A