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微控电机在本质上和我们以前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 . 1、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. 2、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.本章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. 12.1 单相异步电动机 一、单相异步电动机简介: 二、工作原理: 1、一相定子绕组通电时的机械特性: 结论: 1当n0时,转矩T0,此时的电磁转矩是驱动性质的,电机属于正转运行 2当n0时,转矩T0,此时的电磁转矩仍然是驱动性质的,电机反转运行 3当n=0时,转矩T=0,显然这是不行的,电机将无法起动,即,我们希望当转速=0时,转矩不应为零! 由此可见,单个绕组通电,电机可以运行,但不能起动,因此必须有两相绕组才行。 2、两相绕组通电时的机械特性: 从图形可以看出,此时的电机可以顺利起动,从上面的分析结果可知,单相异步电动机的关键问题是如何起动的问题,而起动的必要条件是: 1)定子具有空间不同相位的两个绕组 2)两相绕组中要通入不同相位的交流电流 第一个条件显然应该是满足的,所以,现在的关键问题是如何实现电流的分相问题,根据分相方法的不同,我们把单相异步电动机又分为: 1)单相电阻分相起动异步电动机 2)单相电容分相起动异步电动机 3)单相电容运转异步电动机 4)单相电容起动与运转异步电动机 5)单相罩极式异步电动机 下面,我们分别来看一下: 三、各种类型的单相异步电动机: 1、单相电阻分相起动异步电动机 这种电动机,由于两相绕组中电流的相位相差不大,所以,气隙磁动势是一个椭圆形,因此起动电流比较大,而起动转矩却不是很大。 2、单相电容分相起动异步电动机: 优点: 1)如果电容器的电容量配的合适,可以实现两个电流之间的相位差为90, 2)副绕组的容性可以抵消一些本身所有的感抗,使电抗减小,所以副绕组的匝数不象电阻分相时受到限制,从而可以增加一些,使得磁动势增加。 这两点的实现,可以使我们得到一个接近圆形的磁动势,即较大的起动转矩,而起动电流还会下降! 5、单相罩极式异步电动机 由上面分析可知,电动机气隙中未罩部分的磁通与罩住部分的磁通在空间上处于不同位置,在时间上又有一定的相位差,因此其合成的磁场是一个沿着一方向推移的磁场。由于 超前于 ,故合成磁场从 转向 。这磁场是一种椭圆度很大的旋转磁场,电动机可产生一定的起动转矩,但起动转矩很小。 12.2 伺服电动机 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;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。 磁场控制有严重的缺点(调节持性在某一范围不是单值函数,每个转速对应两个控制信号),使用的场合很少。 直流伺服电动机进行电枢控制时,电枢绕组即为控制绕组,控制电压UC直接加到电枢绕组上进行控制。而励磁方式则有两种:一种用励磁绕组通过直流电流进行励磁,称为电磁式直流伺服电动机;另一种使用永久磁铁作磁极,省去励磁绕组,称为永磁式直流伺服电动机。 2:特性分析: 1)机械特性: 2)调节特性: 从上述分析可知,电枢控制时的直流伺服电动机的机械特性和调节特性都是线性的,而且不存在“自转”现象(控制信号消失后,电机仍不停止转动的现象叫“自转”现象),是一种很好的执行元件。 二、交流伺服电动机: 伺服电动机就是两相异步电动机,定子侧绕组在空间相差90度摆放,转子是
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