06-1控制电机探析.ppt

第6章 控制电机;本章要求;概 述;控制电机的特点;6.1 交流伺服电动机 ;根据使用电源的不同，伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。 直流伺服电动机输出功率较大，功率范围为1～600瓦，有的甚至可达上千瓦； 交流伺服电动机输出功率较小，功率范围一般为0.1～100瓦。;;6.1.1 两相交流伺服电动机的结构;交流杯形伺服电动机; 励磁绕组串联电容C , 是为了产生两相旋转磁场。;;(1) 当两相绕组分别加上相位相差 90o 的额定电压时。 对称两相运行→ ic 和 if 产生 圆形旋转磁场→产生 T →转子旋转。 如果 uc 反相，即改变 ic 和 if 的相序→旋转磁场改变方向 →n 的方向改变。 同时减小 uc 和 uf 而保持其 90o 的相位差→圆形磁通势 的幅值 ? → T ?→ n ? 。;(2) 当 uc = 0;励磁绕组中串联电容 C 的目的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?，因此便产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子便转动起来。;;（1）对伺服电机的要求U2= 0 时，要求转子立即停止。;交流伺服电机 R2设计得较大，使电机在失去控制信号，而变成单相运行时，正转矩和负转矩的最大值均出现在Sm1的地方;控制电压为零特性 控制电压不为零特性; 当U2=0V时，脉动磁场分成的正反向旋转磁场产生的转距T?、T? 的合成转矩 T 与单相异步机不同。合成转矩的方向与旋转方向相反，所以电机在U2=0V时，能立即停止，体现了控制信号的作用(有控制电压时转动，无控制电压时不转)，以免失控。;控制电压 U2 大小变化时，转子转速相应变化，转速与电压 U2 成正比。U2 的极性改变时，转子的转向改变。;1.控制特性;1.控制特性; 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，如用在自动控制、温度自动记录等系统中。;6.2 直流伺服电动机;由机械特性可知： (1)U1（即磁通?）不变时，一定的负载下，U2?,n?。（电枢控制） (2)U2=0时，电机立即停转。;6.3 力矩电动机;;直流力矩电动机的定子与转子;6.3.2直流力矩电动机转矩大、转速低的原因 （1）转矩大;（2）转速低 导体在磁场中运动切割磁力线所产生的感应电动势为;6.5测速发电机;;;工作时，测速发电机的励磁绕组接交流电源U1，由 U1 ? 4.44 f1N1?1 可知：; 当 U1 恒定不变时， U2 与 n 成正比，这样，发电机就把被测装置的转速信号转变成了电压信号，输出给控制系统。转动方向改变，输出电压U2的相位改变1800。;异步测速发电机的误差;2、剩余电压误差 产生原因：由于加工、装配过程中存在机械上的不对称及定子磁性材料性能的不一致性，使得测速发电机转速为零时，实际输出电压并不为零，此时的电压称为剩余电压，剩余电压引起的误差称为剩余电压误差。 减小剩余电压误差的方法：选择高质量的各方向特性一致的磁性材料，在机加工和装配过程中提高机械精度以及装配补偿绕组。;步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件。每当一个脉冲信号施加于步进电动机的控制绕组时，其转轴就转过一个固定的角度（步距角），因此，步进电动机又称脉冲电动机，其输出的角位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。 ;步进电动机的结构与分类 ;步进电动机的结构与分类 ;步进电动机的工作原理;1 4 2 3;河南工业大学电气工程学院;3） m 相单－双 2m 拍运行 (三相单－双六拍运行）;2．步距角和转速的计算 由于每完成一次通电循环，转子转过一个齿，所以步距角等于转子齿距角（相邻两齿中心线所夹的角度）除以拍数，即;步进电动机的运行特性 2．步进运行状态 当接入控制绕组的脉冲频率较低，电动机转子完成一步之后，下一个脉冲才到来，则电动机呈现出一转一停的状态，称此状态为步进运行状态。;连续运行状态 当脉冲频率f较高时，电动机转子未停止而下一个脉冲已经到来，此时步进电动机已经不是一步一步地转动，而是呈连续运转状态。;步进电动机的主要性能指标 1）步距角 步距角是步进电动机的主要性能指标之一。不同的应用场合，对步距角大小的要求不同。 2）静态步距角误差 即实际的步距角同理论的步距角之间的差值。常用理论步距角的百分数或绝对值来衡量。 3）最大静转矩 指步进电动机在规定的通电相数下矩角特性上的转矩最大值。通常技术数据中所规定的最大静转矩是指一相绕组通上额定电流时的最大转矩值。;步进电动机