《伺服电机教学》PPT课件

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1、第三十三讲：伺服电动机—1.概述概念、分类及特点伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，交流伺服电动机又分为异步伺服电动机和同步伺服电动机。第三十三讲：伺服电动机—1.概述概念、分类及特点无论是伺服还是调速领域，目前交流系统正在逐渐代替直流系统。与直梳伺服电机相比，交流伺服电机具有高可靠性、散热好、转动惯量小、能工作于高压状态下等优点。因为无电刷和换向器，故交流伺服系统也称为无刷伺服系统，用于其中的电机是无刷结构的笼型异步电

2、机和永磁同步型电机。第三十三讲：伺服电动机—1.概述概念、分类及特点概念、分类及特点特点：(1)调速范围宽，改变控制电压，要求伺服电动机的转速在宽广的范围内连续调节；(2)机械特性和调节特性为线性，线性的机械特性和调节特性有利于提高控制系统的精度；(3)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应立即停转；(4)动态响应快，伺服电动机的机电时间常数要小，而它的堵转转矩要大，转动惯量要小小，改变控制电压时电机的转速能快速响应。第三十三讲：伺服电动机—1.概述伺服电动机—2.直流伺服电动机◇传统型直流伺服电动机：结构形式与普通直

3、流电动机相同，只是它的容量和体积要小的多。◇低惯量直流伺服电动机1）空心杯形转子外磁场式：外定子由永久磁钢制成或通常的电磁式结构，内定子由软磁材料制成，空心杯电枢可以采用印制绕组，也可采用环氧树脂固化先行绕制的成型绕组。内磁场式：内定子采用永久磁钢，外定子采用软磁材料的结构。类型及结构◇低惯量直流伺服电动机2）盘式电枢转子：定子由永久磁钢和前后软磁铁组成，磁钢放置在圆盘的一侧，并产生轴向磁场，一般制成6、8、10极电机；电枢绕组可以是绕线式绕组或印制绕组。伺服电动机—2.直流伺服电动机类型及结构伺服电动机—2.直流伺服电动机控

4、制方法◇电枢控制：通过改变电枢电压来控制电机转速。1）机械特性（Ua=常数时，n=f(Te)）2）调节特性（TL=常数时，n=f(Ua)）当电机的控制电压大于相应的始动电压，伺服电动机便能起动并在一定的转速下运行。◇磁极控制：用调节磁通来控制电机转速。伺服电动机—3.交流异步伺服电动机结构及特点◇交流异步伺服电动机结构：传统的交流伺服电机是指两相伺服电机，有笼型转子和杯型转子两种。☆定子铁心中安放着空间互成90o电角度的两相绕组，其中一相作为励磁绕组，运行时接至电压为Uf的交流电源上；另一相作为控制绕组，输入控制电压Uc，电压

5、Uc和Uf的频率相同。☆转子通常有两种型式：高电阻率导条的笼式转子、非磁性空心杯形转子。1）高电阻率导条的笼型转子：结构与普通鼠笼式异步电动机类似，但为了减少转子的转动惯量，做的细而长。导条及端环可用高电阻率的导电材料（黄铜、青铜等），也可用铸铝转子。国产的SL系列就采用这种结构形式。2）非磁性空心杯形转子：定子分外定子铁心和内定子铁心两部分，由硅钢片冲制后叠成。外定子铁心槽中放置空间相距90电角度的两相分布绕组。内定子铁心中不放绕组，仅作为磁路的一部分，以减小主磁通磁路的磁阻。空心杯转子用非磁性铝或铝合金制成，放在内、外定子

6、铁心之间，并固定在转轴上。伺服电动机—3.交流异步伺服电动机结构及特点伺服电动机—3.交流异步伺服电动机结构及特点◇特点：异步伺服电动机与普通异步电动机的重要区别之一是——转子电阻大。其目的是：1）为了增大异步伺服电动机的调速范围并满足机械特性更接近于线性的要求。2）防止出现“自转”现象。伺服电动机—3.交流异步伺服电动机结构及特点2）防止出现“自转”现象:两相异步伺服电动机在取消控制电压（Uc=0）后，便成为单相异步电动机运行，气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场。当转子电阻较小，在电动机运行的转差率范围内，0＜s＜1,T1＞T

7、2,合成的Te=T1-T2＞0，只要TL＜Tem,电机转子将一直运转，并不会因为控制电压的消失而停转，这就是“自转”，在自控系统中是绝不允许出现的。当转子电阻足够大，正序磁场产生的最大转矩所对应的转差率Sm1＞1，电机的Tem在电动机运行范围内均为负值，即Te＜0，如图（c），在某一控制电压下，电机带有一定负载稳定运行，当控制电压消失，励磁绕组所产生的Tem为一制动转矩而使电机迅速停转。伺服电动机—3.交流异步伺服电动机控制方式1）幅值控制：保持励磁电压的幅值和相位不变，通过调节控制电压的大小来调节电机的转速，而Uc与Uf之间

8、始终保持90度电角度相位差。当Uc=0时，电机停转；当控制电压反相时，电机反转。交流异步伺服电动机运行时，励磁绕组接至电压值恒定的励磁电源，而控制绕组所加的控制电压Uc是变化的，一般来说得到的是椭圆形旋转磁场，由此产生电磁转矩驱动电机旋转。若改变控制电压的大小或改变它相对于励