交流伺服电机的工作原理.pptVIP

9.1 伺服电动机 9.3 步进电动机 9.3 步进电动机 9.5 自动控制的基本概念 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10.4.4所示。图中转子表面有40个齿， 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 第9章 控制电机 9.1 伺服电动机 9.2 测速发电机 9.3 步进电动机 9.4 自动控制的基本概念 第9章 控制电机 教学要求： 1.了解交流伺服电动机的结构和工作原理。 2.了解直流伺服电动机的结构和工作原理。 3.了解交流测速发电机的结构和工作原理。 4.了解步进电动机的结构和工作原理。 前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的，其主要任务是能量的转换。 各种控制电机有各自的控制任务： 如: 伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱 动控制对象；测速发电机将转速转换为电压，并传 递到 输入端作为反馈信号。步进电动机将脉冲信号 转换为角位移或线位移。 本章介绍的各种控制电机的主要任务是转换和 传递控制信号，能量的转换是次要的。 控制电机的种类很多，本章只讨论常用的几种: 伺服电机、测速电机、步进电机。 对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、 重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。 伺服电动机可分为两类： 伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，驱动控制对象。 交流伺服电动机 直流伺服电动机 伺服电动机可控性好，反应迅速。是自动控 制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。 9.1.1 交流伺服电动机 交流伺服电动机就是一台两相交流异步电机。它的定子上装有空间互差90?的两个绕组：励磁绕组和控制绕组，其结构如图所示。 励磁绕组 控制绕组 杯形转子 内定子 交流伺服电动机结构图 放 大 器 检 测 元 件 控制信号 + – + – 控制绕组 励磁绕组 + + + – – – 1 励磁绕组串联电容C , 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?,从而产生所需的旋转磁场。 交流伺服电动机的接线图和相量图 (a）接线图 ?1 (b) 相量图 控制电压 与电源电压 频率相同，相位相同或反相。 放 大 器 检 测 元 件 控制信号 + – + – 控制绕组 交流伺服电动机的工作原理与单相异步电动机有相似之处。 励磁绕组固定接在电源上，当控制电压为零时，电机无起动转矩，转子不转。 若有控制电压加在控制绕组上，且励磁电流 和控制绕组电流 不同相时，因此便产生两相旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子便转动起来。 交流伺服电动机的特点：不仅要求它在静止状态下，能服从控制信号的命令而转动，而且要求在电动机运行时如果控制电压变为零，电动机立即停转。 但如果交流伺服电动机的参数选择和一般单相异步电动机相似，电动机一经转动，即使控制等于零，电动机仍继续转动，电动机失去控制，这种现象称为“自转”。 如何克服“自转”现象呢？ 正反向旋转磁场的合成转矩特性 (正向) (反向) 正 转 转 反 当单