船舶电气设备及系统课件06第六章节控制用电机幻灯片.pptVIP

第六章 控制用电机 §6—1．伺服电动机 §6—2．测速发电机 §6—3．自整角机 §6—4．旋转变压器 §6—5．步进电动机 第六章小结 学习第六章应该注意的点 第六章学习应注意的几个问题： 1.控制电机的特点和要求是什么 ？ 2.伺服电动机是怎么工作的？它与单相异步电动机有什么差异？ 3.测速发电机的用途是什么？如何工作？ 4.自整角机的结构如何？控制式和力矩式自整角机分别是怎样工作的 ？整步绕组的电流是单相还是三相？ 5.各种控制电机在什么场合使用？有什么特点？ 本章主要是原理性的概念不要求计算。 相对比较难的点： 1.交流伺服电机“自转”问题的克服；2.自整角机的工作原理。 控制用电机： 用途：—— 主要用于自动控制系统，检测、比较、放达和执行。 要求：—— 精度、灵敏度、稳定、可靠高，体小重轻，耗电少。 特点：—— 尺寸相对较大（不饱和），电流密度小（误差小），功率小（不是以能量转换为主，而是以控制为主）。 §6-1.伺服电动机 本节主要内容有两大部分： 交流伺服电动机： 主要点：结构、特点，“自转”现象的克服。 直流伺服电动机： 主要点：结构、特点。 伺服电动机定义： 伺服：—— 跟随（执行用），输出信号跟随控制输入信号。也叫执行电动机。 控制系统根据对系统的检测、比较后按照一定的控制规律进行调节，输出所需进行的调节信号就是通过伺服电动机实现的。 伺服电动机有交流、直流两种。 伺服电动机的定义 一、交流伺服电动机 结构： 实质：两单相异步电动机（与单相异步机相似）。 组成：定子（励磁、控制绕组），转子（细长形，减小转动惯量） 。 杯形转子：可看成无数导条组成的鼠笼转子 。 纵横剖面图 系统的组成 在单相异步电动机工作原理中，当起动结束后，单相电流产生的脉振磁场仍然使电机产生电磁转矩。如果交流伺服电机工作时将控制绕组断电，此时按伺服电机用途要求电机停止转动，但若电机的结构与单相异步电动机完全相同时，伺服电机就不可能停止转动，这就是所谓“自转”问题。 “自转”问题 单相异步电动机的机械特性 单相则“自转” 通过对机械特性的分析，当转子电阻足够大时，则Sm＞1。此时，单相脉振磁场分解成两个旋转磁场，其中反向磁场产生的电磁转矩比正向磁场产生的大，因此，电机总的电磁转矩就为负值（制动转矩），电机就能快速停转。 “自转”问题的克服 二、直流伺服电动机 原理： 与普通直流电机完全相同。所不同的是电枢电阻大，机械特性软、线性（电阻大，可弱磁起动、可直接起动）。 控制方式： 1.电枢控制（主要）；2.磁极控制（少用）。 直流伺服电动机的两种控制方式 直流伺服电动机的特点：∵电阻大，∴机械特性软。与交流比较，特性是线性的。 交流与直流伺服电动机的特点： 交流：—— 非线性（由控制解决）；反应灵敏；体小；便宜；用广。 直流：—— 线性；滑动接触；火花干扰；惯性大；体大；相对价高。 伺服电机特点：⑴. 反应迅速；⑵. 精度高。 [ 第一节要点 ] ：要求；结构原理（交流“自转”的克服）；特点。 机械特性 §6-2.测速发电机 本节主要内容有两大部分： 交流测速发电机： 主要点：测速原理（转动才有电压），结构、特点。 直流测速发电机： 主要点：测速原理（n与U的关系），结构、特点。 测速发电机现在有被单片机系统取代的趋势。 一、交流测速发电机 结构： 原理： 结构与交流伺服电动机相同，只是绕组名称不同：1. 励磁绕组；2. 输出绕组。 转子静止： 励磁绕组产生的磁通在转子绕组上感应电势，产生电流。转子磁势不与输出绕组交链，所以，输出绕组不感应电势，即：输出电压为零，U2=0。 转子正向转动： 转子反向转动： 交流测速发电机的特点：简单 、便宜 ，但精度较低 。 转子转动：转子绕组不仅有（静止感应）的变压器电势，还存在（切割产生）的电动机电势，电动机电势产生电流和磁势与定子的输出绕组交链，使输出U2∝n ； 转子反转：电动机电势相位变反，输出绕组感应的电压，U2相位也变反。 转子转动后的情况 电压反向 二、直流测速发电机 直流测速发电机结构：与普通直流发电机的结构相同。不同点：磁路不饱和，电枢绕组电阻较大。 原理：励磁绕组接电源，当转子转动时，电枢绕组感应电动势正比于转速，若测速发电机的输出绕组（电枢）接上负载，则发电机将向负载提供电压信号，输出电压U2与转速成正比（磁路不饱和）。 特点：精度高，线性；但价格较贵 。 [ 第二节