第六章 电动机 彭静.pptVIP

第6章 电动机 内容 微控电机在本质上和我们前面所讲的普通电机并没有区别,只是他们的侧重点不同而已: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；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，如要求反应快、精度高、运行可靠等等。控制电机因其各种特殊的控制性能而常在自动控制系统中作为执行元件、检测元件和解算元件。 微控电机:由驱动微电机和控制电机构成简称为微控电机 . 驱动微电机:用来拖动各种小型负载,功率一般都在750W以下,最小的不到1W,因此外形尺寸较小,相应的功率也小,本章主要介绍单相异步电动机,微型同步电动机,直线电动机. 控制电机:在自动控制系统中对信号进行传递和变换,用做执行元件或信号元件.要求有较高的控制性能,如:反应快,精度高,运行可靠等等.本节主要介绍伺服电动机,步进电动机,旋转变压器,自整角机和测速发电机. 伺服电动机（执行电动机），它将输入的电压信号转变为转轴的角位移或角速度输出，改变输入信号的大小和极性可以改变伺服电动机的转速与转向，故输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。 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（电罗经的随动系统）；而交流伺服电动机输出功率较小，功率范围一般为0.1～100瓦。 一、直流伺服电动机 1、简介：直流伺服电动机实际上就是他励直流电动机，只不过直流伺服电动机输出功率较小而已。 输入的控制信号，既可加到励磁绕组上，也可加到电枢绕组上：若把控制信号加到电枢绕组上，通过改变控制信号的大小和极性来控制转子转速的大小和方向，这种方式叫电枢控制；若把控制信号加到励磁绕组上进行控制，这种方式叫磁场控制（船用电罗经的随动系统）。 2：特性分析： 1）机械特性： 2）调节特性： 二、交流伺服电动机： 伺服电动机就是两相异步电动机，定子侧绕组再空间相差90度摆放，转子是鼠笼式的。 一、定义： 测速发电机是一种测量转速的微型发电机，它把输入的机械转速变换为电压信号输出，并要求输出的电压信号与转速成正比： U2=Cn 测速发电机分直流和交流两大类。 一、直流测速发电机： 工作原理：直流测速发电机的结构和工作原理与前面所讲的直流发电机是一样的，因此： 当磁通Φ=常数时，发电机的电动势为： E0=CeΦ0n 1）在空载时，直流测速发电机的输出电压就是电枢感应电动势：U0＝Ｅ0，显然输出电压U0与n成正比。 2）有负载时，若电枢电阻为Ra，负载电阻为RL，不计电刷与换向器间的接触电阻，则直流测速发电机的输出电压为： 整理后得 C为直流测速发电机输出特性的斜率，当Φ0、Ra及RL都不变时，输出电压U与转速成线性关系。对于不同的负载电阻RL，输出特性的斜率C不同，负载电阻越小，斜率C也越小， 二、交流测速发电机： 交流测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机。以下仅介绍交流异步测速发电机。 1、结构介绍： 在自动控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机。空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上互差90?电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组，如图所示。 2、工作原理： 工作时，励磁绕组接频率为f的单相交流电源，此时显然沿着直轴方向将会产生一个脉振磁动势ΦD， 1）当转子不动时，脉振磁动势?D在空心杯转子中感应出变压器电势，产生的磁场与励磁电源同频率的脉振磁场?D，也为d轴，都与处于q轴的输出绕组无磁通交链。 2） 当转子运动时，转子切割直轴磁通?D， 在杯型转子中感应产生旋转电势E r，其大小正比于转子转速n，并以励磁磁场?D的脉振频率f交变，又因空心杯转子相当于短路绕组，故旋转电势E r在杯型转子中产生交流短路电流I r，其大小正比于E r，其频率为E r的交变频率f，若忽视杯型转子的漏抗的影响，那么电流I r所产生的脉振磁通?q的大小正比于E r，在空间位置上与输出绕组的轴线（q轴）一致，因此转子脉振磁场?q与输出绕组相交链而产生感应电势E，据上分析有： 输出绕组感应产生的电势E实际就是交流异步测速发电机输出的空载电压U，其大小正比于转速n，其频率为励磁电源的频率f。当然，这里也存在着不可避免的误差。 一、定义：是一种把电脉冲信号转换为角位移的电动机。简单的理解：给一个电脉冲信号，电机前进一步，因此被称之为步进电动机。相对与模拟的电压信号，步进电机的控制信号是数字量，因此，更广泛的应用在数字控制场合，例如，计算机的外围控制系统等。 二、结构： 如图所示， 三、工作原理： 如图，在这里我们以三相单三拍的反应式电机为例来进行分析： 四、步进电机的应用