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当只在励磁绕组上加入交流电压 转子 ? 产生电流 if ? 产生脉振磁场?f 。 if ik ? t 0 4.4 (2) 工作原理 当控制绕组也接入电源，即加上 控制电压, 电流 ik 滞后 if 90o ?产生 的磁场?k 滞后 ?f 90o。因此可建立 起旋转磁场。这时电动机就可产生 起动转矩，转子也就转动起来了。 工作原理与单相异步电动机相似。 控制绕组 励磁 绕组 if Q C ik S ~ f k 电动机无起动转矩，转子不能转动。 励磁绕组与控制绕组在空间位置 相差90o。 4.4 (3) 机械特性曲线 交流伺服电动机的机械特性曲线与单相异步电动机相似。 有两点不同：? 由于转子电阻大，使临界转差率 sm= 1， 交流伺服电动机的机械特性曲线的形状接近一条直线； n T T – T T + 0 1 n T T – T T + 0 1 由机械特性，加之转子的转动惯量小，使交流伺服 电动机可以克服“自转”。 单相异步 电动机 交流伺服电 动机(sm=1) s s T 与伺服电动机的转向相反，成为制动转矩，且转子 转动惯量小，所以电动机能立即停转。 4.4 (4) “自转” 现象及其克服 一旦控制电压消失，电动机应能立即停转。若电 动机还继续转动，称这种现象为“自转”。 交流伺服电动机可以克服“自转”的原因解释如下： 由交流伺服电动机的机械特性曲线合成电磁转矩， 0.4UkN UkN 0.8 UkN 0.6UkN n 0 T 0.8UkN n T 0 1 s a a (5) 交流伺服电动机的控制方法 4.4 (a) 幅值控制 控制绕组电压和励磁绕组电压之间的相位 差保持不变，改变加在控制绕组上电压幅值的大小； (b)相位控制 保持控制电压的幅值不变，仅改变其相位； (c) 幅 - 相控制 同时改变控制电压的幅值和相位。 在三种控制方法中，幅值控制和相位控制方法都需要 较复杂的装置，而幅值 - 相位控制方法所需设备简单，成 本较低，因而是最常用的一种控制方法。 交流伺服电动机的控制电压 Uk 可以控制电机转速的 大小和方向。在交流伺服电动机运行时，通常保持励磁绕 组所接电压Uf 的大小和相位不变，只改变控制绕组所加电 压Uk的大小和相位，实现对交流伺服电动机的转速和转向 的控制。 ? ? ? 主要有以下三种控制方法： 位置 调节器 功率 放大器 交流伺服电动机 机械负载 4.4 (6) 交流伺服电动机的应用 位置指令装置 位置反 馈装置 + – 位置随动 系统框图 交流伺服系统常应用于位置随动系统中，如数控机床的 定位控制及加工轨迹控制、火炮的瞄准、雷达天线的跟踪等。 位置指令装置 — 将希望的位移量转换成给定电信号； 位置反馈装置 — 将机械负载的实际位置转换成电信号； 比较环节 — 将位置信号与给定信号比较，得到偏差信号； 位置调节器 — 保证系统稳定并具有满意的动态品质； 功率放大器 — 控制伺服电动机，向消除偏差的方向旋转。 位置随动系统是一个位置反馈系统： 4.4.2 步进电动机 步进电动机可将输入的电脉冲信号转变成直线位 移或角位移，即每输入一个脉冲，步进电动机就转动一个 角度或前进一步。显然步进电动机的位移与输入脉冲的数 目成正比，它的速度与脉冲频率成正比。 按结构分：反应式、永磁式、永磁反应式； 按相数分：单相、两相、多相。 本节只介绍反应式步进电动机的结构和工作原理。 速起动和制动的特点。被广泛用于数控机床、绘图机和自 动记录仪表等场合。 功能： 特点： 分类： 可以通过改变输入脉冲的频率进行调速，具有快 4.4 1 3 2 4 1. 步进电动机的基本结构 转子 定子 A A C C B B 绕组 三相反应式步进电动机的结构 定子 转子：有四个齿 (或多个齿)，用铁磁材料，无磁性也无绕组 三对磁极 每对磁极上有一相绕组 磁极 定子和转子都由硅钢片叠成。 定子磁极上绕组的数目 即是步进电动机的相数。 工作时将脉冲信号电压按 一定的顺序加到三相绕组A - A 、B - B 、C - C上。 4.4 1 3 2 4 转子 定子 A A C C B B 绕组 磁极 三种运行方式： t t t uAA uBB uCC （1）三相单三拍运行方式 根据绕组通电的顺序，步进电动机有以下 A相 B相 C相 通电顺序：A-B-C-A-… 4.4 2. 步进电动机的工作原理 输入绕组的脉冲信号电压波形，通电三次为一个循环。 1 3 2 4 转子 定子 A A C