第四章电动机及其驱动电路解读.ppt

第四章 电动机及其驱动电路 第一节 电动机基本知识 电动机驱动机制及分类 根据工作原理不同，电动机构分为传统电磁型电动机和基于逆压效应的新型超声波电动机，传统电磁型电动机又分为固定磁阻电动机和变磁阻电动机，固定磁阻电动机包括直流电动机、永磁同步电动机、交流感应电动机，变磁阻电动机有步进电动机等。 电磁耦合两大定理：法拉第定律和电磁感应定律。 第二节 直流电动机 一、 工作原理与结构 直流电动机主要包括： 定子磁极 电枢 电刷 第二节 直流电动机 二、静态与动态特性 三、驱动电路 1 线性直流功率放大器 线性功率放大器是指放大器中的功率元件处于线性状态的放大器。由于其功率元件在线性状态，有大量的功率消耗在功率元件上，致使其效率很低。因此，线性功率放大器一般用于控制小功率的电动机或要求电磁干扰较小的系统中。 2 PWM功率放大器 第三节 永磁同步电动机 结构原理 永磁同步电动机以电子换向取代了传统直流电动机的电刷换向，因此称为无刷电动机。它的电枢绕阻位于定子上，转子由永久磁钢组成。其结构原理图如下： 第三节 永磁同步电动机 驱动电路 永磁同步电动机有两种驱动方式： 直流电动机驱动方式 同步电动机驱动方式 永磁同步电动机常用的工作方式是采用三相正弦脉冲宽度调制（SPWM）电压供给定子绕阻。 第四节 交流感应电动机 原理结构 交流感应电动机主要由定子和转子组成，它们都用硅钢片叠制而成。定子有三相绕组和单相绕组两种结构，转子有鼠笼式和短路绕组式两种。 三相交流感应电动机接入三相对称交流电源后，三相绕阻中的电流在定子与转子之间的气隙中产生旋转磁场，与转子绕组中的感应电流相互作用，产生电磁转矩。 单相交流感应电动机在气中产生脉动磁场，为了启动，通常采用两种措施获得启动电磁转矩： 1. 分相式 2. 罩极式 机械特性 堵转转矩 最大转矩 交流变频调速 恒压频比变频调速 转差频率调速 第五节 超声波电动机 超声波电动机工作原理 超声波电动机又被称为压电电动机或压电陶瓷马达，是一种新型原理电动机，它利用压电陶瓷的逆压电效应产生超声振动，并将振动通过摩擦耦合来直接驱动转子旋转或滑块的位移。 超声波电动机的分类 按驱动方式 按机械振动获取方式 按照定转子接触方式 按照定子表面椭圆运动获取方式 超声波电动机的特点和应用 与传统电磁电动机比较 能量转换过程 机械特性和效率 能量密度和转矩密度 响应特性 超声波电动机的特点 低速大转矩 无电磁噪声 断电自锁 动态响应快、控制性能好 运行无噪声 动态速度范围宽 第六节 电动机的选择 两种选择准则 古典准则 通用准则 * * 直流电动机的特性： 机械特性：电压恒定时，电动机转速随负载转矩变化的关系。 1)当T=0时，n0为理想空载转速。 2)当n=0时，T为启动转矩或堵转转矩。 调节特性 PWM功率转换电路 3种工作状态：(视脉宽调压) 当UI=0时，Us的正负脉宽相等，直流分量为零，但在交流分量的作用下，电机在停止位置处微振，动力润滑，减少静磨擦，减少起动阻力。 当UI0时，Us的正脉宽负脉宽，直流分量大于零，正转，转速上升。 当UI0时，Us的正脉宽负脉宽，直流分量小于零，反转，反转转速上升。 * * *