《控制电机》论文

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1、《控制电机》论文信息技术学院2012年4月控制电机论文第一章控制电机综述控制电机作为微特电机的主要分支，而它的结构和工作原理都有别于普通电机，并且种类很多，应用也很广泛。本课程主要介绍了比较典型的旋转变压器、自整角机、测速发电机、伺服电动机、步进电机以及各类微特同步电动机以及新结构和新原理的无刷直流电动机、直线电动机等。以下我分别对每种电机作下说明。1.1旋转变压器旋转变压器（resolver）是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由锭子和转子组成。其中锭子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压

2、，励磁频率通常用400、3000及5000HZ等。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化,输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号；在解算装置中可作为函数的解算之用，故也称为解算器。1.2自整角机

3、利用自整步特性将转角变为交流电压或由转角变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器。自整角机还可用以实现角度信号的远距离传输、变换、接收和指示。两台或多台电机通过电路的联系，使机械上互不相连的两根或多根转轴自动地保持相同的转角变化，或同步旋转。电机的这种性能称为自整步特性。在伺服系统中，产生信号一方所用的自整角机称为发送机，接收信号一方所用自整角机称为接收机。自整角机广泛应用于冶金、航海等位置和方位同步指示系统和火炮、雷达等伺服系统中。1.3测速发电机选用测速发电机时，应根据系统的频率、电压、工作速度范围和在系统中所起的作用来选。当使用直流

4、或交流测速发电机都能满足系统要求时，则需考虑到它们的优缺点，全面权衡，合理选用。交流感应测速发电机的优缺点主要优点是：①不需要电刷和换向器，构造简单，维护方便，运行可靠；②无滑动接触，输出特性稳定，精度高；③摩擦力矩小，惯量小；④14控制电机论文不产生干扰无线电的火花；⑤正、反转输出电压对称。主要缺点是：①存在相位误差和剩余电压；②输出斜率小；③输出特性随负载性质改变（电阻性、电感性、电容性）。直流测速发电机的优缺点不存在输出电压相位移；无剩余电压；输出功率较大，可带较大负载；温度补偿也比较容易。因有电刷换向器，故结构复杂，维护困难，且摩擦转矩较大，对无线电有干

5、扰，存在不灵敏区1.3伺服电动机一般分为直流伺服和交流伺服.　　对于直流伺服马达　　优点:精确的速度控制,转矩速度特性很硬,原理简单、使用方便,价格优势　　缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(对于无尘室)　　对于交流伺服马达　　优点:良好的速度控制特性，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡;高效率，90%以上，不发热;高速控制;高精确位置控制（取决于何种编码器）;额定运行区域内，实现恒力矩;低噪音;没有电刷的磨损，免维护;不产生磨损颗粒、没有火花，适用于无尘间、易暴环境　　惯量低;　　缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数整定,需要

6、更多的连线直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。通常应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控制等。交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛，如用在各种自动控制、自动记录等系统中1.4微特同步电动机微型同步电机的额定功率从零点几瓦到数百瓦，由于同步电动机的转速在一定的输出功率范围内是不随负载变化的这种恒速特性使得微型同步电机在诸如电报传真机、磁带录音机和各种精密的计时或是记录装置中得到了广泛的应用。　　微型同步电机按定子绕组所接电源相数不同，可分为三相和单相同步电机两大类。三相微型同步电机的定子结构与普通

7、三相同步电机相同。在定子铁芯槽内嵌放有彼此相差120°电度角的三相绕组。工作时，由三相电源供电。单相微型同步电机的定子结构与单相异步电机相同，又分为两相起动式和罩极式两种。工作时有单相电源供电。1.6无刷直流电动机无刷直流电机在办公自动化设备及信息处理设备中的应用广泛14控制电机论文这些设备对驱动马达的电磁干扰和噪声的要求特别高，且需要稳速、调速、定位等特性。同时，无刷直流电动机大量被采用，如计算机硬、软盘驱动，光盘驱动，应急盘驱动，激光打字机棱镜驱动，复印机鼓驱动，冷却风扇等等。而且，在工业自动化设备和在汽车和电动车辆中应用也很多。1.7步进电机把电脉冲信号变

8、换成角位移以控制转子转动