控制电机暂不讲.pptVIP

第11章控制电机前面所讨论的三相和单相异步电动机，都是作为动力电机来使用的，主要任务是能量转换。4.4用于信号检测、变换和传递的小功率电机称为控制电机。控制电机在自动控制系统中是必不可少的。对控制电机的要求是：可靠性高、精度高、响应速度快。常用的控制电机有：伺服电动机、步进电动机等。它们的功率一般小于750W。本节重点介绍它们的特点和工作原理。4伺服电动机是把输入的电压信号转换成角位移或角速度输出，改变输入电压信号的大小或极性（相位）可以改变伺服电动机的转速及转向。对于伺服电动机的基本要求是：调速范围宽，运行特性接近线性，无自转现象（控制电压消失，伺服电动机能立即停止转动），能快速响应。伺服电动机有直流和交流之分,交流伺服电动机是两相异步电动机。直流伺服电动机和交流伺服电动机的功率有所不同：直流伺服电动机输出功率大一些，一般可达几百瓦；交流伺服电动机输出功率较小，一般为几十瓦。11.1伺服电动机01直流伺服电动机是一种微型的直流电动机。02直流伺服电动机03定子04转子(电枢)—重量较轻，转动惯量小05永磁式—磁极是永久磁铁电磁式—磁极是电磁铁06铁心07绕组08直流伺服电动机的结构09具有很好的快速响应特性1041.直流伺服电动机1.直流伺服电动机（2）直流伺服电动机的机械特性直流伺服电动机常采用电枢控制方式，即磁通不变，通过改变电枢电压来控制直流伺服电动机的运行状态。机械特性的表达式和曲线U1?U2?U3Tn10nT2n2n3U1U2U3电压U越大，转速n越高。对应某一负载转矩，电动机有一始动电压。4.42.交流伺服电动机极性而改变；4可控无自转—当控制电压Uk=0时,转速n=0；灵敏度高—转速与转向随控制电压的大小和响应快速—由于转动惯量小，起动转矩大，交流伺服电动机的控制电压为交流电压,特点为：01功率小—通常为零点几瓦?几十瓦；运行稳定—n在(0?n0?之间连续稳定运行；起动电压小—Ust=UN(3????。所以电动机起动快；02定子铁心(1)结构交流伺服电动机定子转子定子绕组转子铁心转子绕组转轴机座笼形转子杯形转子励磁绕组控制绕组4.4特点：笼型转子结构同普通笼型异步电动机，只是转子细而长，并采用高电阻率的导电材料作导条，以获得较小的转动惯量和较大电阻。外定子内定子定子绕组杯形转子(铝合金)杯型转子可看成由无数导条并联而成。两种转子伺服电动机的分析方法相同。(2)工作原理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。ifik?t04.4当控制绕组也接入电源，即加上控制电压,电流ik滞后if90o?产生的磁场?k滞后?f90o。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ifQCikS~fk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。(3)机械特性曲线4.4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；nTT–TT+01nTT–TT+01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)ssT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，0.4UkNUkN0.8UkN0.6UkNn0T0.8UkNnT01saa(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。