07 控制电机幻灯片.ppt

如何克服自转：显然，我 们需要的是当控制信号为零时 ，转子的转速也为零，从机械 特性图上我们可以看出，只要 转子旋转的方向和电磁转矩的 方向相反，就可以实现此目的 。从我们以前所学的知识可得 到方法： 增大转子绕组电阻值。 电源电压与励磁电压之间的相位差始终保持90°电角 度。若控制绕组的额定电压 ,那么控制信号的大小可 表示 , ?e 称为有效信号系数。 在这种控制中，电源电压就是励磁电压 当有效信号系数?＝１时，控制电压 与 的幅值 相等，相位相差90°电角度，且两绕组空间相差90°电角 度。此时所产生的气隙磁通势为圆形旋转磁通势，产生的 电磁转距最大；当?１时，控制电压小于励磁电压的幅 值，所建立的气隙磁场为椭圆形旋转磁场，产生的电磁转 矩减小。?越小，气隙磁场的椭圆度越大，产生的电磁转 矩越小，电机转速越慢，在?＝０时，控制信号消失，气 隙磁场为脉振磁场，电机不转或停转。 幅值控制的交流伺服电动机的机械特性和调节特性如 下图所示。图中的转矩和转速都采用标么值。 相位控制控制方式通过改变控制电压 与励磁电压 之间的相位差来实现对电机转速和转向的控制，而控制电 压的幅值保持不变。如图所示，励磁绕组直接接到交流电 源上，而控制绕组经移相器后接到同一交流电压上， 与 的频率相同。而 相位通过移相器可以改变，从而改 变两者之间的相位差? 。 当转子运动时，转子切割直轴磁通?d，在杯型转子 中感应产生旋转电势Erq，其大小正比于转子转速n，并以 励磁磁场?d的脉振频率f 交变，又因空心杯转子相当于短 路绕组，故旋转电势Erq在杯型转子中产生交流短路电流Irq ，其大小正比于Erq，其频率为Erq的交变频率f，若忽视杯 型转子的漏抗的影响，那么电流Irq所产生的脉振磁通?q的 大小正比于Erq，在空间位置上与输出绕组的轴线（q轴） 一致，因此转子脉振磁场?q与输出绕组相交链而产生感 应电势E，据上分析有： 误差分析： 显然，直流测速发电机的输出电压与转速要严格保持 正比关系在实际中是难以做到的，造成这种非线性误差的 原因主要有以下三个方面：电枢反应，温度的影响和接触 电阻。 负载RL一定，当转速较高时U较大，Ia也较大，电枢 反应产生的去磁作用使得磁通减小，输出电压要降低，为 了减小电枢反应得到这种作用，使用测速发电机时，负载 电阻不能太小，还可以安装补偿绕组。 绕组总电动势： ⒉ 线性旋转变压器： 线性旋转变压器输出电压与转子转角成正比关系。 绕组施加电压UD后 产生的脉振磁通Φd是一个直轴 脉振磁通，它与励磁绕组、余弦正弦绕组交链而分别产生 感应电动势： EZ1Z2 = kEdcos? EZ3Z4 = kEdsin? 用数学推导可证明，当k =0.52，? =?60?的范围内， 输出电压UZ和转角?成线性关系，线性误差不超过0.1%。 二、工作原理⒈ 力矩式自整角机的工作原理 力矩式自整角机的工作原理可以由下图来说明。图中 由结构、参数均相同的两台自整角机构成自整角机组，一 台用来发送转角信号，称自整角发送机，用ZLF表示；另 一台用来接收转角信号，称为自整角接收机，用ZLJ表示 。两台自整角机中的整步绕组均接成星形，三对相序相同 的相绕组分别连接成回路。两台自整角机转子中的励磁绕 组接在同一个单相交流电源上。 力矩式自整角机接线图及磁动势图 在励磁绕组中通入单相交流电流时，在发送机和接收 机的气隙中都将生成脉振磁场，脉振磁场分解成正转和反 转的两个旋转磁场，分别在同步绕组中生成感应电动势 ，电动势的大小取决于同步绕组中各相绕 组的轴线与励磁绕组轴线之间的相对位置。 因此，同步绕组中产生差额电动势： 这两个差额电动势将在各自同步绕组中产生环流： 当发送机的励磁绕组轴线的夹角为?1时，接收机励磁 绕组轴线的夹角为?2，只要θ1≠θ2 ，那么 这两个电流将产生 电磁转矩，使接收机励 磁绕组的轴线向?1方向 转动。 误差分析： 实际上，由于存在摩擦转矩，当电磁转矩随失调角减小而减小到等于或小于摩擦转矩时，接收机的转子就停转了，也就是说，均衡电流未下降到零时接收机转子就停转了，说明接收机转子的偏转角与发送机转子的偏转角还有一定的偏差，即仍存在失调角，此时的失调角称为静态误差角。静态误差角越小，力矩式自整角机的精度越高。 ⒉ 控制式自整角机的工作原理