电机与变压器 教学课件 作者 郑立冬 模块十.ppt

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1、项目一伺服电动机项目二测速发电机项目三步进电动机项目四微型同步电动机项目一伺服电动机活动一交流伺服电动机活动二直流伺服电动机伺服电动机的作用是将接受到的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度。按使用电源的种类不同，伺服电动机有交流伺服电动机和直流伺服电动机两类。活动一交流伺服电动机交流伺服电动机根据转子的形式不同，有笼形转子和空心杯形转子两种。笼形转子交流伺服电动机的定子上装有两个在空间相差90°电角度的绕组，一个是励磁绕组，另一个是控制绕组。转子结构与单相交流异步电动机的转子结构相同，但转子细而长，导电材料的电阻率较高。目的是

2、为了减小转子转动的惯性，增加启动转矩对输入信号的响应速度和克服自转现象。笼形转子交流伺服电动机具有励磁电流小、体积小、机械强度高等优点；但低速运行时不稳定，有抖动现象。空心杯形转子交流伺服电动机的结构如图10一l所示，它的定子分为外定子和内定子两部分。外定子上装有两个在空间相差90°电角度的绕组，一个是励磁绕组，另一个是控制绕组。内定子用硅钢片叠成，压在一个端盖上，一般不放置绕组，内定子的作用是减小磁路的磁阻。转子用导电的非磁性材料(如铝)，做成厚度为0．2～0．8mm的空心杯，安放在内、外定子之间，空心杯底部固定在转轴上。空心

3、杯形转子交流伺服电动机具有结构简单，维护方便，转动惯性小，运行平稳无抖动，噪声小，没有无线电干扰等优点；但励磁电流较大，体积大，转子容易变形。交流伺服电动机运行时，励磁绕组LL，始终加上固定的交流电压，控制绕组Lk则加上大小和相位随信号变化的控制电压，如图10—2所示。LL和Lk在空间相差90°电角度，若励磁电流IL和控制电流Ik的相位差为90°，则在气隙中形成旋转磁场。旋转磁场与转子的相对运动，在转子中产生感应电流。感应电流与旋转磁场的作用产生转矩，使转子转动。除去控制绕组上的控制电压，电动机立即停止转动。交流伺服电动机的转速

4、控制，有以下几种。1．幅值控制保持励磁电流IL和控制电流Ik的相位差为90°，改变控制电流Ik的大小。2．相位控制保持励磁电流IL和控制电流Ik的大小为额定值不变，改变控制电流的Ik相位。活动二直流伺服电动机直流伺服电动机的结构与普通的他励直流电动机相似，不同的地方在于直流伺服电动机电枢电流小，换向并不困难，因而没有换向磁极；直流伺服电动机的转子细而长，气隙小，磁路不饱和，电枢电阻较大。直流伺服电动机有以下几种形式。1．无槽电枢直流伺服电动机无槽电枢直流伺服电动机的电枢铁心为光滑圆柱体，电枢绕组用环氧树脂粘贴在电枢表面，气隙较大

5、，如图lO一3所示。无槽电枢直流伺服电动机具有转动惯性小、对控制信号响应快速、换向好等优点，适合功率较大、需要快速动作的直流伺服系统。3．幅值一相位控制同时改变控制电流Ik的大小和相位。当控制电流的相位反相时，交流伺服电动机将反转。交流伺服电动机适用于0．1～10W的小功率自动控制系统中。2．空心杯形电枢直流伺服电动机空心杯形电枢直流伺服电动机的电枢绕组用环氧树脂浇注成杯形，置于内、外定子之间。内定子用软磁材料、外定子用永磁材料制作，如图10—4所示。空心杯形电枢直流伺服电动机具有转动惯性小、机电时间常数小、低速运转平滑、换向好

6、等优点，适用于需要快速动作的直流伺服系统。3．印刷绕组直流伺服电动机印刷绕组直流伺服电动机在圆盘形绝缘薄板上印刷裸露的电枢绕组，磁极轴向安装，如图10—5所示。印刷绕组直流伺服电动机除具有上述直流伺服电动机的优点外，还具有低速运行性能好的特点，适用于低速、启动和反转频繁的控制系统。4．无刷直流伺服电动机无刷直流伺服电动机由晶体管开关电路和位置传感器代替电刷和换向器，转子用永磁铁制成，电枢绕组在定子上且为多相绕组，如图10—6所示。无刷直流伺服电动机既保持了其他直流伺服电动机的优点，又克服了换向器和电刷带来的缺陷，具有寿命长、噪音

7、低的特点，常用于要求噪音低、对无线电信号不产生干扰的控制系统。项目二测速发电机测速发电机的作用是将机械转速转换为电压信号。按电压信号的性质，测速发电机有交流测速发电机和直流测速发电机两类。活动一交流测速发电机活动二直流测速发电机活动一交流测速发电机交流测速发电机将机械转速转换为交流电压信号，分为同步交流测速发电机和异步交流测速发电机两类，目前应用较多的是异步交流测速发电机。异步交流测速发电机的定子有在空间上互差90。电角度的两个绕组，其中一个是励磁绕组，另一个是电压输出绕组。转子有笼形和杯形两种形式，应用较多的是杯形转子。杯形转

8、子交流异步测速发电机的结构如图10—7所示，它有内、外两个定子。小容量的测速发电机励磁绕组和电压输出绕组都装在外定子槽中，容量较大的测速发电机则将励磁绕组和电压输出绕组分别装在内、外定子中。转子用导电的非磁性材料磷青铜制成厚度为0．2～0．3mn的空心杯，空心杯