《两相电机》PPT课件

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1、第七章两相电机两相电机包括两相伺服电动机和异步测速发电机．它们的结构主要由定子和转子两大部分组成。在它们的定子铁心上均嵌有空间互差900电角的两相绕组．转子有笼形和杯形两种结构.笼形转子的导条和杯形转子的杯子都采用电阻率较高的铜和铝的合金制成.7一1：两相伺服电动机一、概述·用途:两相伺服电动机是一种小型的交流异步电动机，它在自动控制系统中作为执行元件得到广泛的应用。结构:图7一1为笼形转子伺服电动机结构图．其转子结构与三相异步电动机笼形结构相同．与杯形转子相比，电机体积小、机械强度好、励磁电流小，所以这种结构的

2、伺服电动机应用较多。1第七章两相电机7-1两相伺服电机2图7一2为杯形转子伺服电动机结构图．它的定子分内、外定子（电工钢片制成），在内、外定子之间有空心杯转子（杯壁很薄）装在转轴上。其优点是转子惯量小，又由于无齿槽，故运行平稳、噪音小，缺点是电机气隙大（包括杯壁的厚度），所以励磁电流较大，从而增加电机的体积和质量。第七章两相电机7-1两相伺服电机两相伺服电动机在其（外）定子铁心上嵌有空间互差900电角的两相绕组。一相接于电源电压的称为励磁绕组Nf，另一相接于控制电压Uc的称为控制绕组Nc，线路原理如图7一3所示．

3、第七章两相电机7-1两相伺服电机两相伺服电动机的运行将由控制电压Uc的大小和相位来控制。因此它的控制方式有幅值控制、相位控制和幅相控制三种．第七章两相电机7-1两相伺服电机1.幅值控制:是保持两相电压相位差为900,而仅调节和控制电压的幅值；2.相位控制是保持控制电压的幅值不变，而仅调节其相位；3.幅相控制则是同时调节和控制电压幅值和相位。本章的内容将针对幅值控制进行介绍。第七章两相电机7-1两相伺服电机二、基本工作原理和特性（一）椭圆旋转磁场两相伺服电动机在幅值控制的一般运行情况下，两相磁动势的时间相位差900

4、，但它们的幅值是不相等的，且Fcm＜Ffm．它们所产生合成磁场是一个椭圆旋转磁场．对此问题本节将利用数学方法进行分析。第七章两相电机7-1两相伺服电机为了使讨论的问题简化，假设两相伺服电动机为一对极(p=1)和两相绕组对称（空间相差900电角，绕组截面、匝数相等，阻抗相等）．幅值控制时，两相绕组所加电压瞬时值表示式如下:Uf＝Ufmsin(ωt一900)Uc＝Ucmsinωt＝aUfmsinωt（7一1）式中：Ufm，Ucm分别为励磁和控制电压的最大值；a＝Ucm／Ufm称为有效信号系数。第七章两相电机7-1两相

5、伺服电机由假设和式(7一1），两相磁动势的瞬时值表示式如下ƒf=Ffmsin(ωt一900)（7一2）ƒc＝Fcmsinωt＝aFfmsinωt式中，Ffm,Fcm分别为励磁和控制磁动势的最大值。由上式(7一2)可得椭圆方程(ƒc)2/(Fcm)2+(ƒf)2/(Ffm)2=1（7一3)或(ƒc)2/(aFfm)2+(ƒf)2/(Ffm)2=1（7一4)合成磁动势F的幅值为F＝(ƒf)2＋(ƒc)2＝Ffm(asin)2ωt＋sin2(ωt-900)（7一5)合成磁动势F的旋转角θ为：θ=arctanƒc/ƒf=

6、arctan(sinωt)/(conωt)=ωt式中，角速度为ωt，将ωt折算为转速n1：n1=60ωt/2π＝60ƒ1（当P＞1，n,＝60f1／P)。合成磁动势F的旋转方向由两相的相序决定，相序由超前至滞后。第七章两相电机7-1两相伺服电机由以上分析可以得出：在幅值控制的情况下，0

7、图7一4（b)，（c)。当a=1,图形是一个圆，见图7一4(a)，即产生圆形旋转磁场。当a=0，图形是一条线，见图7-4(d)，即产生脉动磁场，它们是椭圆磁场的两种极限情况。由此可见，a的大小表征了伺服电动机所施加控制信号的大小，所以称为有效信号系数。第七章两相电机7-1两相伺服电机(二)椭回旋转磁场的分解法为了将三相异步电动机圆旋转磁场的理论应用到两相伺服电动机中来，这里采用椭圆旋转磁场的分解法将椭圆旋转磁场分解为两个圆形旋转磁场来代替。第七章两相电机7-1两相伺服电机首先将每相脉动磁动势分解为两个脉动磁动势ƒ

8、f和ƒcƒf=Ffmsin(ωt一900)=[(1+a)/2]Ffmsin(ωt一900)+[(1-a)/2]Ffmsin(ωt一900)=ƒf1+ƒf2ƒc＝aFcmsinωt＝=[(1+a)/2]Ffmsinωt+[(1-a)/2]Ffmsin(ωt一1800)=ƒc1+ƒc2（7一6）其中：ƒf1=[(1+a)/2]Ffmsin(ωt一900)ƒc1=[(1+a)/