电机和拖动基础23

《电机和拖动基础23》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、教学题目：（章、节）第七章驱动和控制用微特电机3.测速发电机4.步进电动机学时数2第13周第2次课教学目标：了解测速发电机、步进电动机的工作原理和相关性能。教学重点与难点：测速发电机、步进电动机的工作原理。教学方式、方法：讲授法、讨论法教学过程：课前复习：检测学生对上节课的掌握情况情况，并对较难知识点做相应的复习，检测学生对本节课的预习情况，并对较难的知识点出相应的提问，让学牛带着问题听课，达到有的放矢，提高本次听课的效率。讲授新课：一、测速发屯机的工作原理1.在空载时，直流测速发电机的输出电压就是电枢感应电动势

2、。显然输出电压与转速成正比。2.误差分析直流测速发电机的输出电压与转速要严格保持正比关系在实际中是难以做到的，其实际的输出特性为图屮实线，造成这种非线性误差的原因主要有以下三个方面：(1)电枢反应直流测速发电机负载时电枢电流会产牛电枢反应，电枢反应的去磁作用使气隙磁通①0减小，使输出电压减小。从输出特性看，斜率将减小，而且电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越显着，输出特性斜率减小越明显，输出特性直线变为曲线。(2)温度的影响假如直流测速发电机长期使用，其励磁绕组会发热，其绕组阻值随温度的升高而增大，励磁电流因此而减

3、小，从而引起气隙磁通减小，输出电压减小，特性斜率减小。温度升得越高，斜率减小越明显，使特性向下弯曲。可在励磁回路中串接一个阻值较大而温度系数较小的锚铜或康铜电阻，以减小由于温度的变化而引起的屯阻变化，从而减小因温度而产生的线性误差。(3)接触电阻假如电枢电路总电阻包括电刷与换向器的接触电阻，那么输出电压受接触电阻压降影响总是随负载电流变化而变化，当输入的转速较低时，接触电阻较大，使此时本来就不大的输出电压变得更小，造成的线性课差很大；当电流较大的，接触电阻较小而且基本上趋于稳定的数值，线性误差相对而言小得多。另外

4、，直流测速发电机输出的是一个脉动电压，其交变分量对速度反馈控制系统、高精度的解算装置有较明显的影响。交流测速发电机交流测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机。在实际应用中异步测速发屯机使用较广泛。1.交流异步测速发电机工作原理交流异步测速发电机与交流伺服电动机的结构相似，其转子结构有笼型的，也有杯型的，在自动控制系统中多用空心杯转子界步测速发电机。空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上互差90电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组。空心杯转子异步测速发电机原理当定子励磁绕组外接频率为f的恒压交流电

5、源u,励磁绕组中有电流i流过，在直轴（即轴）上产生以频率f脉振的磁通。在转子不动时，脉振磁通在空心杯转子中感应出变压器电势（空心杯转子可以看成有无数根导条的笼式转子，相当于变压器短路时的二次绕组，而励磁绕组相当于变压器的一次绕组），产生的磁场与励磁电源同频率的脉振磁场，在转子转动时，转子切割直轴磁通，在杯型转子中感应产牛旋转电势，其大小正比于转子转速，并以励磁磁场的脉振频率交变，又因空心杯转子相当于短路绕组，故旋转电势在杯型转子中产生交流短路电流，若忽视杯型转子的漏抗的影响，那么此短路电流所产生的脉振磁通在空间位

6、置上与输出绕组的轴线一致，因此转子脉振磁场与输出绕组相交链而产生感应屯势。输出绕组感应产生的电势实际就是交流异步测速发电机输出的空载电压，其大小正比于转速，其频率为励磁电源的频率。2、误差分析交流异步测速发电机的课差主要有三种：非线性课差、剩余电压和相位课差。二、步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。D图1四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，

7、B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、I）四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但

8、单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电吋序与波形分别如图2.°、b、c所示：脉冲jinnjuuinmijuirijTrLruinnjuvLrLrLTLjuLHnnnnnjuumnnnnAtaJ~1—nnJ-LJ-l_O_l111-1Bw_n_nn-