控制电机第七章交流伺服电动机

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1、第七章交流伺服电动机（ACservomotor）复习——直流伺服电动机用途：电压信号转轴的角位移或角速度输出。原理：通电导体在磁场中受到力的作用。稳态特性动态过程发电机状态、反接制动状态、动能制动状态其他伺服电动机直流力矩、低惯量伺服本章学习内容概述交流伺服电动机的结构及工作原理交流伺服电动机的圆形旋转磁场★圆形旋转磁场作用下的运行分析椭圆形旋转磁场及其分析方法★幅值控制特性★移相方法和控制方式主要性能指标和与直流伺服电机的比较1概述自动控制系统提出的要求：调速范围大线性度好，运行稳定无“自转”现象惯性小快速灵敏特点：具有可控性。用途：自控系统中作为执行元件。电动机停

2、止电动机反转电动机立刻转动电动机快/慢2结构特点及工作原理结构特点定子：两相绕组互成900励磁绕组l1~l2控制绕组k1~k2实质为两相异步电动机转子鼠笼型非磁性杯形鼠笼型：和三相异步电动机的笼型转子一样，铁心槽中放入导条，所有导条两端用两个短路环连接。一般采用高电阻率的导电材料制造，如青铜、黄铜。另外，为了提高交流伺服电动机的快速响应性能，宜把笼型转子做成又细又长，以减小转子的转动惯量。非磁性杯型转子：此种转子的交流伺服电动机有两个定子，外定子和内定子。外定子铁芯槽内安放有励磁绕组和控制绕组，而内定子一般不放绕组，仅作磁路的一部分；空心杯转子位于内外绕组之间，通常用

3、非磁性材（如铜、铝或铝合金）制成，杯壁一般在0.3mm左右。非磁性空心杯转子可以看成鼠笼转子的一种特殊形式。惯量小轴承摩擦阻转矩小没有齿槽粘合现象恒速运转时，转子不会抖动励磁电流大，电机利用率低启动转矩和输出功率小结构和制造工艺复杂与鼠笼转子相比，非磁性杯型转子的优缺点。实验表明：旋转磁场使转子产生旋转转矩。工作原理旋转磁场顺时针方向以转速ns旋转，磁力线以顺时针方向切割转子导条，相对的，转子导条反时针方向切割磁力线，产生感应电动势，由于短路环的存在，感应电动势产生感应电流。转子导条中的电流在磁场中产生电磁力（左手定则），形成电磁力矩，转矩的方向和旋转磁场的方向相同，

4、于是转子跟着旋转磁场沿同一个方向转动。转子速度要低于旋转磁场的速度。？怎样才能产生旋转磁场3交流伺服电动机的圆形旋转磁场(1)脉振磁场的概念脉振磁场(pulsatingmagneticfield):单相绕组通入单相交流电流后产生与绕组轴线一致、而大小和方向随时间作正弦规律变化的交变磁场,称为脉振磁场。情况1：两相对称绕组通入两相对称电流产生旋转磁场两相对称绕组：两个绕组空间上互差900，有效匝数相等。两相对称电流：两个绕组通入电流相位上互差900，幅值相等(2)圆形旋转磁场的产生电机的总磁场由这两个脉振磁场所合成B=Bk=BmB=Bf=BmB=Bf=BmB=Bk=Bm

5、结论：控制电流变化一个周期，磁场方向在空间转了一圈，电流变化多个周期，产生不间断的旋转磁场。控制绕组电流和励磁绕组电流分别产生两个脉振磁场，电机的总磁场由这两个脉振磁场所合成。两个脉振磁场1.分别位于励磁绕组和控制绕组轴线上，空间相隔9002.两个磁场的磁通密度向量长度随时间做正弦规律变化，相位相差900，幅值相等瞬间合成磁场磁通密度向量的长度为合成磁场为圆形的旋转磁场。情况2：当两相绕组有效匝数不等时，通入绕组中的电流满足下面条件，才能产生圆形旋转磁场。（？）演示(2)圆形旋转磁场的转向和转速转向：从超前电流的绕组轴线转到落后电流的绕组轴线。任意绕组所加电压反向，则

6、电机反转。转速：称为同步速，与电机极数和电源频率有关。(3)磁极对数对转速的影响txtxP=2极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速上节小结单相绕组通入单相交流电产生脉振磁场。圆形磁场的特点是：幅值不变以恒定的速度在空间旋转。两相对称绕组通入两相对称电流就能产生圆形旋转磁场。旋转磁场的转向。转速为同步速，4圆形旋转磁场作用下的运行分析（1）转速和转差率电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速（额定转速）:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但异步电动机无转距转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流提示：如果转差率的概念：转

7、差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差，与同步速之比。即：转子转速：（2）电压平衡转子不动时旋转磁场同时切割定子和转子绕组，在转子和定子绕组中产生感应电动势转子不动时，磁场切割定子和转子的速度是一致的，都为同步速，所以感应电动势的频率是相同的。图7-21旋转磁场切割定转子导体每根导体感应电动势的最大值：磁通密度的平均值：每根导体感应电动势的有效值：定子、转子绕组感应电势有效值：定、转子绕组漏磁通产生漏磁电势：励磁绕组控制绕组转子绕组励磁绕组控制绕组转子绕组图7-24主磁通和漏磁通定、转子绕组电阻消耗压降：励磁绕组控制绕组转子绕组电压平衡方程：电机运