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维修电工技师培训 ——控制电机知识 杨本全考点1、控制电机 1、控制电机分类： 1）若按电流分类：直流电机和交流电机； 2）按用途分类： 直流控制电机又可分为直流伺服电动机、直流测速发电机和直流力矩电动机等； 交流控制电机可分为交流伺服电动机、交流测速发电机、步进电动机、微型同步电动机等。 各种控制电机的用途和功能尽管不同，但它们基本上可分为信号元件和功率元件两大类。 考题：1、控制电机的分类如何？各包含哪些部分？ 1、控制电机的一般分类 1、作为信号元件用的控制电机 (1)交、直流测速发电机 测速发电机的输出电压与转速精确地保持正比关系，在系统中主要用于转速检测或速度反馈，也可以作为微分、积分的计算元件。 (2)自整角机 自整角机的基本用途是传输角度数据，一般由两个以上元件对接使用，输出电压信号时是信号元件，输出转矩时是功率元件。 (3) 旋转变压器。 普通旋转变压器都做成一对磁极，其输出电压是转子转角的函数，主要用于坐标变换、三角运算，也可以作为角度数据传输和移相元件使用。 1、控制电机的一般分类 2、作为功率元件用的控制电机 (1) 交流和直流伺服电动机 交、直流伺服电动机在系统中作执行元件，其转速和转向取决于控制电压的大小和极性，机械特性近于线性，即转速随转矩的增加近似线性下降，比普通电动机的控制精度高。使用时，电动机通常经齿轮减速后带动负载，所以又称为执行电动机。 (2)电机扩大机 电机扩大机可以利用较小的功率输入来控制较大的功率输出，系统中作为功率放大元件。 (3)步进电动机 （重点） 步进电动机是一种将脉冲信号转为相应的角位移或线位移的机电元件。它由专门的电源供给脉冲信号电压，当输入一个电脉冲信号时，它就前进一步，输出角位移量或线位移量与输入脉冲数成正比，而转速与脉冲频率成正比。 1、控制电机的一般分类 (4)微型同步电动机 微型同步电动机具有转速恒定，结构简单，应用方便等特点，应用在自动控制系统和其他需要恒定转速的仪器上。 (5)磁滞电动机 磁滞电动机具有恒速特性，亦可在异步状态下运行，主要用于驱动功率较小的要求转速平稳和起动频繁的同步驱动装置中。 (6)单相串励电动机 单相串励电动机是交直流两用的，多数情况下使用交流电源。由于它具有较大的起动转矩和软的机械特性，因而广泛应用在电动工具中，如手电钻就采用这种电动机。 (7)电磁调速电动机 电磁调速电动机是采用电磁转差离合器调速的异步电动机，这种电动机可以在较大的范围内进行无级平滑调速。 2、步进电动机介绍 1）定义：步进电动机就是一种用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的控制电机。 2）特点：输入一个脉冲信号，电动机就转动一个角度或前进一步，步进电动机又称为脉冲电动机。步进电动机的角位移量或线位移量与电脉冲数成正比，它的转速或线速度与电脉冲频率成正比。 3）优点：(1)调速范围宽，应尽量提高最高转速以提高劳动生产率。 (2)动态性能好，能迅速起动、正反转和停转。 (3)加工精度较高，即要求一个脉冲对应的位移量小，并要精确、均匀，这就要求步进电动机步距小，步距精度高，不丢步或越步。 (4)输出转矩大，可直接带动负载。 2、步进电动机介绍 4）分类： 按相数可分为单相、两相、三相及多相步进电动机 按其运动方式分为旋转运动型、直线运动型和平面运动型。通常使用的旋转型步进电动机又可分为反应式、永磁式和感应式。其中反应式步进电动机是我国目前应用最广泛的一种，它具有调速范围大，动态性能好，能快速起动、制动和反转等优点。 5）工作原理： 三相反应式步进电动机的工作原理图，其定子、转子铁心均由硅钢片叠压而成。定子上均匀分布六个磁极，磁极上装有线圈，相对两个极上的线圈串联起来组成三个独立的绕组，称为三相绕组。转子是四个均匀分布的齿，齿宽等于定子主磁极端面的有效宽度，转子上没有绕组，本身亦无磁性。 2、步进电动机介绍 2、步进电动机介绍 2、步进电动机介绍 2、步进电动机介绍 2、步进电动机介绍 一转子齿数zr=40，相数m=3，一相绕组通电时，在气隙圆周上形成的磁极数2p=2，以三相单三拍运行为例，每一齿距的空间角为： 由于每一极距所占的齿数不是整数，因此当A极下的定、转子齿对齐时，B极的定子齿和转子齿必然错开1/3齿距，即为3°，如图所示： 若采用三相单、双六拍通电方式运行，即按A—AB—B—BC—C—CA—A顺序循环通电，同样，步距角也要减少一半，即每一脉冲时转子仅