交流伺服电动机在没有控制电压时-安徽肥西金桥高级职业中学.PPT

肥西金桥职高 电工与电子技术 第*页 安徽省肥西金桥高级职业中学 第*页 10.8.1伺服电机 10.8.2步进电机 第*页 1、直流电动机的结构及工作原理： 复习旧知： 直流电机是将电源电能转变为轴上输出的机械能的电磁转换装置。定子绕组通入直流励磁电流，产生励磁磁场，主电路引入直流电源，经碳刷（电刷）传给换向器，再经换向器将此直流电转化为交流电，引入电枢绕组，产生电枢电流（电枢磁场），电枢磁场与励磁磁场合成气隙磁场，电枢绕组切割合成气隙磁场，产生电磁转矩。这是直流电机的基本工作原理。 第*页 直流电动机定子磁极的产生有两种，一种是用永久磁铁，另一种是给定子励磁绕组通入直流电。按励磁绕组与电枢绕组连接方式的不同可分为他励和自励两种。自励的励磁方式又包括：并励、串励、复励等，其中复励又有积复励和差复励之分。 2、直流电动机的励磁方式： 3、电容分相式单相异步电动机的结构及工作原理： 电容分相式单相异步电动机定子上有两套绕组，一相称主绕组（工作绕组），另一相为副绕组（起动绕组）。两相绕组垂直放置。适当选择电容容量，可使电流i2超前i1 90°。在空间上互成90°的两相绕组通入互差90°的两相交流电,即可产生旋转磁场。 第*页 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和步进电动机。 10.8.1伺服电机 1、伺服电机的定义： 伺服电动机又称执行电动机，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，输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。 第*页 伺服电动机的种类多，用途广。例如在雷达天线系统中，雷达天线是由交流伺服电动机拖动的, 当天线发出去的无线电波遇到目标时，就会被反射回来送给雷达接收机；雷达接收机将目标的方位和距离确定后，向交流伺服电动机送出电信号，交流伺服电动机按照该电信号拖动雷达天线跟踪目标转动。 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。 第*页 交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组U1U2，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组V1V2，连接控制信号电压Uc。 2、伺服电机的结构 交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。 第*页 1．V1 V2 绕组输入电压 uC，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化。 2．uC = 0，交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。 3．uC 反向时，转子反转。 3、伺服电机的工作原理 第*页 10.8.2步进电机 1、步进电机的定义 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。 第*页 2、步进电动机的结构 步进电动机的定子、 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。 第*页 3、步进电动机转动原理 　　1． 当向 U 相绕组通入电脉时，由于磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，于是产生磁场力使转子铁心齿 1、3 与 U 相绕组轴线对齐。 　　2．电脉冲通入到 V 相绕组中，转子铁心齿 2、4 与 V 相绕组轴线对齐。 　　3． 按 U-V-W-U…的顺序重复通入电脉冲，转子就按顺时针的方向一步一步转动。 第*页 　　步进电动机广泛应用于数控机床、自动记录仪表计算机绘图仪、钟表行业等许多领域。 　　4． 如果改变通入电脉冲的顺序，按 U-W-V-U…的顺序，转子反方向一步一步转动。 　　实际中，为了提高步进电动机的精度，常将步进电动机定子每一个极分成许多小齿。 第*页 随着电子技术和计算技