机电控制工程第3章电动机转矩转速控制.pptx

;本章主要内容;交流电动机;本章重点讨论内容：

固定磁阻电动机的基本结构、工作原理、机械特性、数学模型以及转矩和转速控制问题;;在机械运动控制中，是电能经过耦合磁场转换为机械能的过程。

关键是耦合磁场及其对电系统和机械系统的作用与反作用。

;Tem作用于电磁回路

的电磁转矩;若取为独立变量，则磁链可表示为

设电动机是由n个导体回路组成的系统，该系统的磁场同等能量可表示为;§3.1.2固定磁组电动机;四个区域的磁场强度;对于的情况可以得到相同关系，只是互感改为;磁场同等能量;§3.1.3变磁组电动机;§3.1.4能量转换关系;电路提供的能量为;§3.1.5电动机的一般数学模型;磁极旋转;1.线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致;三相异步机的结构;旋转磁场的产生;;;旋转方向：取决于三相电流的相序。;旋转磁场的转速大小;极对数（P）的概念;极对数（P）的改变;极对数;;三相异步电动机的同步转速;电动机转速和旋转磁场同步转速的关系;转差率的概念：;转子感生电流的频率：;例1：三相异步电动机p=3，电源f1=50Hz，电机额定

转速n=960r/min。

求：转差率s，转子电动势的频率f2;一、三相异步电动机的“电－磁”关系;;：转子感应电动势的频率;;转子功率因数;例2：三相异步电动机，p=2，n=1440r/min，转子R2=0.02?，X20=0.08?，E20=20V，f1=50Hz。;电磁转矩T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,

受到电磁力所形成的转距之总和。;得到转矩公式;二、三相电动机的机械特性;三个重要转矩;如果电机将会

因带不动负载而停转。;过载系数：;起动转矩：;;例3三相异步电动机，额定功率PN=10kW，

额定转速nN=1450r/min，启动能力Tst/TN=1.2，过载

系数?=1.8。;;和转子电阻的关系;机械特性的软硬;1.型号Y132M－4;;4.额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.;5.额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。;额定负载时一般为0.7~0.9，空载时功率因数很低约为0.2~0.3。额定负载时，功率因数最大。;起动电流：;;Y－?起动：;;例4:三相异步电动机，电源电压=380V，三相定子

绕组?接法运行，额定电流IN=20A，启动电流Ist/IN=7，

求：（1）?接法时的启动电流Ist?

（2）若启动时改为Y接法，求IstY;方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。;制动方法：

1.抱闸：加机械抱闸;§3.1.10三相异步电动机的调速;3.改变电源频率(变频调速)无级调速;§3.1.11单相异步电动机;;转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方

向继续转动。其原理分析如下：;脉动磁场的分解;正反向旋转磁场的合成转矩特性;电容分相式起动;;;;启动时开关K闭合，使两绕组电流相位差约为90°，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断，而电机仍按原方向继续转动。;罩极式单相电机;单相异步电动机的功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。;第3章

电动机转矩转速控制;§3.2直流步电动机原理与特性;§3.2.1工作原理;;§3.2.2静态和动态特性;静态时可得直流伺服电动机的转速公式为：;理想空载转速:;;令：;如果忽略电枢及粘性阻尼系数，直流伺服电动机的传递函数可近似为：;（1）设计良好的机械系统，以减小等效转动惯量J；

（2）电机供电电源内阻尽可能小，降低电枢回路内阻Ra；

（3）附加加速度负反馈，加大等效反电动势系数Ke；

;3.3直流电动机驱动电路;3.3.1线性直流功率放大器;1、单极性功率放大器;2、双极性功率放大器;3.3.2线性直流功率放大器;2.PWM功率放大器;（2）T型双极性开关放大器;（3）H型单极性开关放大器;（4）H型有限单极性开关放大器;（5）H型双极性开关放大器;（6）北频式H型单极性开关放大器;3.PWN放大器中的一些特殊问题;2.功率管的保护;3.功率管的开通延时;3.3.3