《控制电动机》PPT课件

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1、第4章    控制电动机传动电机：主要用来完成能量的变换，具有较高的力能指标；控制电机：主要用来完成控制信号的传递和变换，要求技术性能稳定可靠、动作灵敏、精度高、体积小、重量轻、耗电少。控制电机一般用于自动控制、自动调节、远距离测量、随动系统以及计算装置中的微特电机。它是构成开环控制、闭环控制、同步连接等系统的基础元件，根据它在自动控制系统中的职能可分为测量元件、放大元件、执行元件和校正元件四类。控制电机一般是小功率电机。第4章    控制电动机4.1伺服电动机伺服电动机又称执行电动机，其最大特点是可控。与普通电动机相比具有如下特点：（1）调速范围广，伺服

2、电动机的转速随着控制电压的改变而改变，能在很广的范围内连续调节；（2）转子的惯性小，即能实现迅速启动和停转；（3）控制功率小，过载能力强，可靠性好。根据使用电源的不同，伺服电动机有直流伺服电动机和交流伺服电动机.第4章    控制电动机（a）直流伺服电动机（b）交流伺服电动机及其驱动器伺服电动机第4章    控制电动机4.1.1交流伺服电动机1．两相交流伺服电动机结构定子：励磁绕组WF，控制绕组WC转子：鼠笼转子（细长），或非磁性杯形转子第4章    控制电动机1—外定子铁芯；2—杯形转子；3—内定子铁芯；4—转轴；5—轴承；6—定子绕组非磁心空心杯转子两

3、相交流伺服电动机的结构第4章    控制电动机两相交流伺服电动机的特点和应用(1)当两相绕组分别加上相位相差90o的额定电压时。对称两相运行→ic和if产生圆形旋转磁场→产生T→转子旋转。如果uc反相，即改变ic和if的相序→旋转磁场改变方向→n的方向改变。同时减小uc和uf而保持其90o的相位差→圆形磁通势的幅值→T→n。2.两相交流伺服电动机的工作原理＋Uf－SM~控制绕组励磁绕组＋Uc－cfIcIf(2)当uc=0电动机处在单相状态→脉振磁通势F0。静止时：n=0，F0FFFR→TF→TRT=TF－TRTF=TR，T=0，不能起动；正在运行时：

4、T≠0，转子继续旋转——单相自转！(3)Uf=UN，Uc＜UN且保持相位差为90o时，或者Uf=Uc=UN但两者的相位差小于90o时。电动机处在不对称运行状态，将产生一个椭圆形旋转磁通势。问题：当控制电压减到零时，此时相当于运行中的单相异步电动机，电机一但转动起来不会停下来，称为“单相自转”，这是交流伺服电动机不允许的。解决方法：使转子具有较大电阻。控制电压为零特性控制电压不为零特性uc=0时，只有励磁绕组通电，则电动机将以单相感应电动机形式运行。励磁绕组产生的脉动磁场可以分解为大小相等、转速相同、转向相反的两个圆形旋转磁场（分别称为正向旋转磁场和反向旋转

5、磁场），如果电动机的同步转速为ns，转子转速为n，则转子相对于正向旋转磁场的转差率为转子相对于反向旋转磁场的转差率为电动机的总电磁转矩为这两个转矩之差，即合成转矩正、反向旋转磁场与转子感应电流相互作用产生的电磁转矩分别为T1，T2（a）转子电阻较小（b）增大转子电阻至Sm>13.控制特性（1）幅值控制通过改变控制电压的幅值来改变电机速度。而控制电压与励磁电压的相位与差始终保持在900。在一定的负载转矩下，控制电压越高，电动机的转速就越高，反之转速越低。幅值控制接线图3.控制特性（2）相位控制保持控制电压的幅值不变，改变控制电压的相位，电机的速度也相应改变。

6、控制电压与励磁电压的相位差增大，转速增大。相位差为零时，电动机转速为零。（3）幅-相控制同时改变幅值与相位来达到改变转速的目的。幅值-相位控制接线图第四章    控制电动机4.1.2直流伺服电动机1．直流伺服电动机种类和特点（1）按结构分类传统型与普通小型直流电动机相同，也是由定子、转两大部分组成的，只是它的容量与体积较小。低惯量型具有时间常数小、响应速度快的特点。第四章    控制电动机1．直流伺服电动机种类和特点（2）按励磁方式分类电磁式电磁式直流伺服电动机的磁场由励磁电流通过励磁绕组产生，可分为他励、并励、串励和复励四种。永磁式永磁式直流伺服电动机的

7、磁场由永久磁铁产生，无须励磁绕组和励磁电流。第四章    控制电动机图4-2第四章    控制电动机2．运行原理直流伺服电动机的机械特性公式与他励直流电动机机械特性公式相同。改变电枢电压或改变磁通都可以控制直流伺服电动机的转速和转向，前者称为电枢电压控制法，后者称为励磁磁场控制法。第四章    控制电动机3．静态特性直流伺服电动机的静态特性主要指机械特性与调节特性。1）机械特性第四章    控制电动机4．直流伺服电动机的使用原则电磁式直流伺服电动机在启动时首先要接通励磁电源，然后再加电枢电压，以避免电枢绕组因长时间流过大电流而烧坏电动机。在电磁式直流伺服电

8、动机的运行过程中，绝对要避免励磁绕组断线，以免造成电枢电流过大和“