控制电机 绪论和直流测速发电机.pptVIP

控制电机 课程说明 本课程的性质与学习内容 选修课，通过学习掌握自动控制系统中常用的各种控制电机的工作原理、工作特性和使用方法。 参考书 内容安排与学习要求 实验要求 第一章 绪论 什么是控制电机？ 控制电机一般是指用于自动控制、自动调节、远距离测量、随动系统以及计算装置中的微特电机。其性能、用途或原理等与常规电机不同，且体积和输出功率较小。 敏感元件——自整角发送机和接收机。 转换元件——放大器和解调器。 放大元件——直流放大器和可控硅控制线路。 执行元件——直流伺服电动机。 校正元件——直流测速发电机。 控制对象——雷达天线。 第二章 直流测速发电机 直流测速发电机的用途及分类 直流测速发电机的工作原理和结构★ 直流测速发电机的电枢电势 电压平衡方程和输出特性★ 直流测速发电机的产生误差原因和减小方法★ 直流测速发电机的性能指标 直流测速发电机是一种测量转速的微型直流发电机，它把输入的机械转速信号变换为电压信号输出，且输出的电压信号与转速信号成正比。 2工作原理及结构 3 电枢绕组电势 电刷间电势等于正负电刷所连接导体电势之和 5 直流测速发电机的误差及减小方法 原因：温度 影响： 不为常数 措施： 设计为饱和磁路；励磁回路串附加电阻稳流； 或串联负温度系数热敏电阻网络。 原因：电枢反应 影响：去磁作用 措施：限制最大转速和 最小负载电阻 原因：延迟换向 影响：对主磁通有去磁作用 措施：限制最高工作转速。 6直流测速发电机的性能指标 线性误差ΔU% 最大线性工作转速nm 输出斜率Kg 最小负载电阻RL 不灵敏区Δn 输出电压的不对称度 0 n U2 RL2RL1 RL=? RL2 RL1 RL越小、n 越大，误差越大 图 2 - 22 直流电机磁场 0 n Ua 图 2 - 24 元件的换向过程 图 2 - 25 换向元件中的电势 原因：电刷接触压降 影响：Ra不为常数 措施：石墨电刷，铜电刷 因素：电刷和换向器材料； 电刷的电流密度； 电流的方向； 电刷单位面积上的压力； 接触表面的温度； 换向器圆周线速度； 换向器表面的化学状态和机械方面。 原因：纹波 影响：不利于阻尼和速度控制 措施：无槽电枢直流 * * 控制电机的用途？ 广泛应用于军事装备、电子产品、工业自动控制系统、家用电器、办公自动化、通讯和交通、电动工具、仪器仪表、电动玩具等方面。 航空航天：卫星天线，飞机的方向舵 现代交通运输：汽车电机 国防：火炮自动瞄准、飞机军舰自动导航、导弹遥测遥控、雷达自动定位等； 工业：机器人，机床加工过程的自动控制和自动显示 信息与电子产品：计算机、移动通讯； 农业：水位自动显示、水坝闸门自动开闭 日常生活：电梯自动选层、医疗设备、录音录象、家用电器 控制电机主要特点？ 控制电机是在一般旋转电机的基础上发展起来的小功率电机，就电磁过程及所遵循的基本规律而言，它与一般旋转电机没有本质区别，只是所起的作用不同。普通旋转电机主要是进行能量变换，要求有较高的力能指标（如效率和功率因数等）； 而控制电机主要是对控制信号进行传递和变换，要求有较高的控制性能（技术性能稳定可靠、动作灵敏、精度高、体积小、重量轻、耗电少）。 控制电机的要求？ 快速响应、高精度、高可靠性 高可靠性----对控制电机的第一位要求； 高精度-----精度指实际特性与理想特性之间的差距； 快速响应------主要指标是机电时间常数与灵敏度。 控制电机在自控系统中的作用？ 它是构成开环控制、闭环控制、同步连接等系统的基础元件，根据它在自动控制系统中可以作为测量元件、放大元件、执行元件、较正元件、解算元件等。 控制电机的种类？ 伺服电机、测速电机、自整角机、步进电机、旋转变压器 图 1 - 2 雷达天线控制系统方框图 如何学习？ 控制电机种类繁多，而且，随着科学技术的飞速发展，新型电机层出不穷，所以，我们不可能学习所有控制电机，只能加强基础理论知识和分析研究方法的学习； 多数电机的原理都是建立在基本电磁规律基础上，各种电机在基本特性上有许多共同之处，但它们各自又具有与众不同的特点。因此，我们要着重分析与掌握一些共同规律，同时也要研究每个电机所具有的特殊性质。 电气专业学习的重点 机械专业学习的重点 1 用途及分类 1 用途及分类 自控系统对测速发电机的要求： 1.输出电压与转速成正比，Ua=Kn, 并保持稳定。 2.剩余电压(转速为零时的输出电压）要小。 3.输出电压的极性或相位能反映被测对象的转向。 4.转动惯量小，以保证反应迅速。 5.灵敏度高，即输出电压对转速的变化反应灵敏，输出特性斜率要大。 原动机拖动电枢以转速n (r/min)旋转； 电机内部有磁场存在；或定子上的励磁绕组通过