机电一体化系统设计：第4章执行元件及控制.pptVIP

4.3 三相异步电动机;执行元件定义： 执行元件是根据来自控制器的控制信息完成对受控对象的控制作用的元件，它将电能或流体能量转换成机械能或其他能量形式。 ;4.1 执行元件的分类 ;4.1.2 气动执行元件 ;4.1.3 液压执行元件 ;4.2 直流电机的基本工作原理;直流电机的发展过程： 永磁定子→他励定子→稀土高强度永磁定子 图 直流电机转子铁芯 ;;工业用直流伺服电机;直流伺服电机结构特点： 大起动力矩 转子是光滑无槽铁心，线圈是用绝缘粘合剂贴在铁心表面。 小惯量转子 减小转子铁心直径，增加铁心长度；也采用空心转子铁心。保证直流伺服电机起停的即时性。 改进结构使其具有良好的线性伺服性能。 ;4.3 三相异步电动机;(a) t=0 (b) t=T/6 (c) t=T/3 (d) t=T/2 图4.5 两极旋转磁场;(a) 钳放情况 (b) 星形连接接线图 图4.3 定子三相绕组;永磁式同步电机工作原理;交流伺服电机(永磁式同步电机+光电编码器);4.4 步进电动机;三相三拍工作方式： 正向旋转A→B→C→A→步距角60o 反向旋转A→C→B→A→ ? 三相六拍工作方式： 正向旋转A→AB→B→BC→C→CA→A→步距角30o 反向旋转A→AC→C→CB→B→BA→A→ ;图4.6 三相四极反应式 步进电动机的结构示意图; (a) A相通电 (b) A、B相通电 (c) C相通电 (d) B、C相通电 图4.8 步进电动机通电方式;4.5 直线电动机 ; 图4.-9 直线感应电机的形成;图4-10 直线感应电机的工作原理;a) 短初级 b) 短次级 图4-11 平板型直线感应电动机;;U型直线电机 ;;图4-13 管型直线感应电动机的形成 ;4.5.2 直线直流电动机; a) 单极 b) 两极 1－电枢绕组 2－极靴 3－励磁绕组 4－电枢铁心 5－非磁性端板 图4-15 电磁式直线直流电动机;4.5.3 直线步进电动机; 图4-16 永磁直线步进电动机工作原理; 图4-16 永磁直线步进电动机工作原理;4.6 直流电机的驱动控制; 由于一般计算机控制系统的接口芯片大都采用TTL电平，不能直接驱动发光二极管，所叨通常在它们之间加一级驱动器，如7406和7407等。 需要注意，光电耦合器的输入、输出端两个电源必须单独供电，如图4-17所示。否则，如果使用同一电源 (或共地的两个电源)，外部干扰信号可能通过电源串到系统申来，如图4-18所示，这样就失去了隔离的意义。;2.晶闸管接口 ; 3. 继电器输出接口;4.固态继电器接口 ;工业用直流固态继电器; ;5.大功率场效应管开关接口;4.6.2 直流电机PWM驱动方式（PULSE WIDTH MODULATE）;图4-26 PWM调制电路（电压-脉宽变换器）; (a) (b) (c) 图4-27 双极性PWM脉宽调制波形 ; ;图4-30 H桥功率放大电路;4.6.3 IR2130S三相驱动控制集成芯片 ;4.7 交流伺服电机控制; （a）控制信号连接方式 （b）控制信号波形 图4-32 交流伺服驱动器位置控制方式;图4-33 交流伺服驱动器速度控制方式;第1 章 机电一体化系统设计绪论;直流比例电磁铁1、阀芯2、阀套3、阀体4、位移传感器5和控制放大器6 图4-35 方向比例控制阀结构;4.8.2 滑阀式二级方向伺阀;图4-36 动圈式二级方向伺服阀;4.8.3 动圈式压力伺服阀 ;（a）一个周期的脉冲波 （b）调制量与平均输出关系 图4-39 一个周期的脉冲波及调制量 与平均输出的关系;1-电磁铁；2-衔铁；3-阀芯；4-阀体；5-反馈弹簧???6-气缸。 图4-40 滑阀式脉宽调制伺服阀的结构原理图;该系统可以根据输入的电信号使气缸活塞在任意位置定位。;4.9 电-液比例阀、伺服阀 ;永久磁铁1、导磁体2、衔铁3、控制线圈4和弹簧管5 图4-43 QDY电液