直流伺服电动机的接线图由机械特性可知.PPT

1 伺服电动机 2 步进电动机 三种运动电机的比较 直流伺服： 简单、便宜、体积小、重量轻、维修方便。 交流伺服：平稳、加速快、精度高，具有较强过负载能力。 步进电机：转速稳定性高，价格高。适用于速度变化频繁的情况。一般是开环控制。 4 自动控制的基本概念 * * 基本模块1- 控制电机 1 伺服电动机 3 测速发电机 2 步进电动机 4 自动控制的基本概念 控制微电机 教学要求： 2.了解测速发电机的结构和工作原理 1.了解伺服电机与步进电动机的区别 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。 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，我们只讨论常用的几种: 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。 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 (a）接线图 工作时两个绕组中产生的电流 和 的相位差近于90o，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。 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 加在控制绕组上的控制电压反相时(保持励 磁电压不变)，由于旋转磁场的旋转方向发生变 化，使电动机转子反转。 交流伺服电动机的特点：在电动机运行时如果控制电压变为零，电动机立即停转。 不同控制电压下的机械特性曲线 n=f(T), U1=常数 T U2 0.8 U2 0.6 U2 0.4 U2 o n 交流伺服电动机的机械特性如图所示。 在励磁电压不变的情况下，随着控制电压的 下降，特性曲线下移。在同一负载转矩作用时， 电动机转速随控制电压的下降而均匀减小。 交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100 W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛，如用在各种自动控制、自动记录等系统中。 应用: 1.2 直流伺服电动机 供电方式：他励供电。 励磁绕组和电枢分别由两个独立的电源供电。 U1为励磁电压 U2为电枢电压 M U1 I1 I2 U2 放 大 器 U + + – – 直流伺服电动机的接线图 由机械特性可知： (1) 一定负载转矩下，当磁通?不变时，U2?? n?。 (2) U2=0时，电机立即停转。 电动机反转：改变电枢电压的极性，电动机反转。 机械特性曲线如图所示。 直流伺服电动机的 n=f(T)曲线(U1=常数) U2 0.8U2 0.6U2 0.4U2 n T O 与交流电机相比，直流电机通常应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控制等。 直流伺服电机输出功率一般为1-600W。 应用： 特点: (1) 来一个脉冲，转一个步距角。 (2) 控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3) 改变脉冲顺序，可改变转动方向。 步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲 信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉 冲，步进电机转动一定角度，带动机械移动一小段 距离。 区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。 种类：励磁式和反应式两种。 步进电动机的应用非常广泛，如各种数控 机床、自动绘图仪、机器人等。 应用： 3 测速发电机 测速发电机是一种转速测量传感器。在许 多自动控制系统中，它被用来测量旋转装置的 转速，向控制电路提供与转速大小成正比的信 号电压。 测速发电机分为交流和直流