运动控制系统中的电机

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1、运动控制系统中的电机运动控制的一般概念运动控制是指运用各种技术手段使得被控的机电机构产生期望的运动。技术手段：液压、气动、机械、电气等等运动控制系统中的电机运动控制的发展过去传统机械系统¾机械直线轴系¾PLC控制运动控制系统中的电机运动控制的发展现在混合机械系统¾机械直线轴系¾分布式智能伺服驱动¾PLC控制运动控制系统中的电机运动控制的发展设备功能性电子化&软件化机械化运动控制系统中的电机运动控制的发展未来电子化机械系统¾电子化柔性轴系¾一体化柔性运动和PLC控制部件运动控制系统中的电机运动控制的对象¾¾转速：转速：速度范围、精度，速度变化率¾¾位置：位置：分辨率，定位精度

2、，轨迹¾¾力矩：力矩：输出力矩、响应，力矩扰动运动控制系统中的电机典型的运动控制系统运动执行机主机功率放大控制器（电机）反馈开环系统闭环系统运动控制系统中的电机运动控制用电机的要求∑恒速：维持负载运行速度在允许范围内不变∑调速：控制负载运行于可变化的恒定速度∑加速和减速：控制负载按要求的方式进行加速和减速∑定位：某些场合要求能使负载在规定的位置上保持静止状态∑力矩调节：对电机输出力矩的控制运动控制系统中的电机运动控制用电机的种类∑直流电动机∑交流电动机∑步进电动机∑开关磁阻电机∑直线电动机DC运动控制系统中的电机直流电动机－运行最大特点：优良的调速特性n∝U运动控制系统中的

3、电机直流电动机运动控制系统中的电机直流电动机－种类¾永磁直流电动机－调速性能好，但力矩不大¾串励直流电动机－转矩较大，但特性较软¾并励直流电动机－调速性能好，且受负载影响较小¾混合励磁直流电动机－兼有串励和并励电机的特点，但价格较贵运动控制系统中的电机直流电动机－“换向器”问题运动控制系统中的电机交流电动机－运行¾利用交流电在电机内产生旋转磁场而使转子旋转。¾电机的转速由交流电的频率决定，一般多用于恒速运行的场合。运动控制系统中的电机交流电动机运动控制系统中的电机交流电动机－种类¾串级电动机特点：∑转矩较大∑特性较软∑交直两用运动控制系统中的电机串级电动机运动控制系统中的电

4、机交流电动机－种类¾同步电动机n=60×f/p励磁方式：永磁、激磁问题：没有启动转矩解决方法：带启动电机或转子加启动环运动控制系统中的电机同步电动机运动控制系统中的电机交流电动机－种类¾感应（异步）电动机n=(1-s)×60×f/p=(1-s)×n0f－电源频率n－同步速0s－转差率运动控制系统中的电机感应（异步）电动机运动控制系统中的电机交流电动机－种类¾无刷电动机ß交流无刷电动机（永磁同步电动机）PMSMß直流无刷电动机BLDCM运动控制系统中的电机步进电动机－概念¾将电脉冲转换成角位移的电动机¾力矩的产生是基于定转子之间由磁阻效应运动控制系统中的电机步进电动机－运行运

5、行参数：力矩、步距角、矩频特性、矩角特性运行特点：∑输入脉冲数对应角位移量∑静止时具有一定的保持力矩运动控制系统中的电机开关磁组电动机(SRM)－概念∑利用磁阻效应来获得转矩；∑必须与电子开关驱动电源组成一体运行。特点：∑结构简单，坚固，适于高速运转∑高输出转矩，低转动惯量，动态特性好运动控制系统中的电机开关磁组电动机运动控制系统中的电机开关磁组电动机－运行运动控制系统中的电机开关磁组电动机－应用∑纺织机械∑牵引机械∑煤矿机械∑家用电器∑车辆与电动车驱动∑军工∑……运动控制系统中的电机直线电动机（LEM）－概念直线电机的工作原理与旋转电机类似。理论上讲，旋转电机的工作方式都

6、可以运用于直线电机。直线感应电动机（LIM）直线同步电动机（LSM）直线直流电动机（LDM）直线步进（脉冲）电动机（LPM)……运动控制系统中的电机直线电动机及驱动运动控制系统中的电机直线电动机（LEM）－特点优点：∑无需任何转换装置而直接产生推力，降低了系统复杂性和成本，提高了效率和可靠性，还可以实现低噪声或无噪声∑直线速度可以不受限制，便于实现高速运行∑可以实现无接触运行，降低机械损耗∑结构简单，可在恶劣的环境中运行，如高、低温，潮湿等缺点：效率和功率因数相对较低，启动推力受电源影响大运动控制系统中的电机直线电动机（LEM）－应用∑磁悬浮和电磁推进∑提升、输运和牵引机械

7、∑数控雕刻机、剪裁机、绘图仪、记录仪∑精密定位机构∑民用装置如门、窗、家用电器等的驱动运动控制系统中的电机直线电动机（LEM）－演示运动控制系统中的电机系统设计中电动机选择－性能要求∑负载所需的功率和力（扭）矩∑负载的机械特性∑负载对运动控制对象的要求，如速度的范围、变化、精度，力矩的变化和响应，位置、行程、轨迹的要求等运动控制系统中的电机系统设计中电动机选择－环境要求∑工作方式，如连续或间歇∑噪音的要求∑外形及安装形式、尺寸等∑电源，使用环境（温湿度，化学条件），冲击，震动等运动控制系统中的电机系统设计中电动机选