西安邮电学院 《控制电机》第01章 绪论.pptVIP

第1章 绪论 1.1 控制电机在自动控制系统中的作用 1.2 控制电机的种类和特点 1.3 如何学习“控制电机”这门课程 1.1 控制电机在自动控制系统中的作用 虽然从基本原理来说，控制电机与普通旋转电机没有本质上的差别，但后者着重于对电机的力能指标方面的要求，而前者则着重于对特性、高精度和快速响应方面的要求，满足系统对它提出的要求。 控制电机已经成为现代工业自动化系统、 现代科学技术和现代军事装备中不可缺少的重要元件。 它的应用范围非常广泛，例如，雷达、航运、机床加工过程的自动控制和自动显示 1.1.1 雷达天线控制系统的有哪些信誉好的足球投注网站状态 自整角接收机就好像自动控制系统的眼睛一样， 可以很灵敏地感觉出天线的转角是否跟上自整角发送机的转角。 当跟上时， 转角α等于转角β， 没有电压输出；当没有跟上， 即转角α和转角β不等时， 通过自整角接收机输出电压U1, 就可把转角差γ测量出来， 因此自动控制系统中的自整角机被称为敏感元件。 这里直流伺服电动机将电信号变为转轴转动， 执行了电信号所给予的控制任务， 所以常称为执行元件。 直流伺服电动机转动以后， 经过变速箱 4 带动天线 3 旋转， 同时也带动自整角接收机。 这样，雷达天线的转角就能自动地跟随手轮而转动， 以达到手控天线的目的。 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。 1.1.2 雷达天线控制系统的自动跟踪状态 当雷达手从显示器的荧光屏上看到雷达已经捕捉到飞机以后， 立即把闸刀S合向位置Ⅱ，系统就工作在跟踪状态。这时，雷达接收机收到从飞机反射回来的回波，并把它转换成电信号直接输入到放大器去控制天线的旋转，此时天线不需要手控而自动作跟踪飞机的运动。 上述控制系统中所用的自整角发送机、 自整角接收机、 直流伺服电动机、 直流测速发电机都属于电机类型， 统称为控制电机。 可以看出， 这些电机在自动控制系统中起到了很重要的作用， 是必不可少的元件。 从事自动控制系统工作的技术人员， 不但要了解控制系统的整体以及系统中各个元件的相互关系，而且对系统中的各个元件和控制电机也要熟悉，只有这样，才能恰当地选择和使用各种元件， 并有可能了解整个自动控制系统。 1.2 控制电机的种类和特点 1.2.1 控制电机的种类 控制电机的种类很多， 除了自整角机、 直流伺服电动机和测速发电机外， 还有交流伺服电动机、 交流测速发电机、 旋转变压器、 无刷直流电动机、 步进电动机等。 根据它们在自动控制系统中的作用， 可以作如下的分类。 1. 执行元件(功率元件) 主要包括直流伺服电动机、 交流伺服电动机、 步进电动机和无刷直流电动机等。 这些电动机的任务是将电信号转换成轴上的角位移或角速度以及直线位移和线速度， 并带动控制对象运动。 理想的直流伺服电动机和交流伺服电动机的转速与控制信号的关系如图 1 - 3 所示， 转速和控制电压的关系成正比关系， 而转速的方向由控制电压的极性来决定。 步进电动机的转速与脉冲电压的频率成正比， 如图 1 - 4 所示。 2. 测量元件(信号元件) 测量元件包括自整角机, 交、 直流测速发电机和旋转变压器等。它们能够用来测量机械转角、 转角差和转速，一般在自动控制系统中作为敏感元件和校正元件。 1.2.2 控制电机的特点 人们在日常的工作和生活中也经常要用到电机， 例如电灯所用的电是由发电机发出的， 抽水机要用电动机来带动， 工厂里车床要用电动机才能旋转， 手电钻里装的也是电机。 这些电机与上面研究的控制电机有些什么不同呢? 从所举的例子中可以看出， 日常生活和工作中遇到的电机一般是作为动力来使用的， 它们的主要任务是能量转换， 发电机是把机械能转换成电能， 电动机是把电能转换成机械能，它们的主要问题是提高能量转换的效率。 控制电机在自动控制系统中， 只起一个元件的作用， 其主要任务是完成控制信号的传递和转换， 而能量转换是次要的。 根据它们使用的场合及所完成任务的特点， 决定了对它们的