电机与拖动 教学课件 作者 孙建忠 刘凤春 第6章.ppt

《电机与拖动 教学课件 作者 孙建忠 刘凤春 第6章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第6章　控制电机6.1伺服电动机6.2步进电动机6.3测速发电机6.4自整角机6.5旋转变压器6.6感应同步器6.1伺服电动机6.1.1交流伺服电动机6.1.2直流伺服电动机6.1.1　交流伺服电动机1.两相交流伺服电动机的基本结构2.两相交流伺服电动机的工作原理3.两相交流伺服电动机的控制方式1.两相交流伺服电动机的基本结构两相交流伺服电动机是一种小型两相异步电动机，其基本结构与单相交流电动机相类似，主要分为定子和转子两大部分。两相交流伺服电动机的定子与三相异步电动机的定子相似，所不同的是在交流伺服电动机的定子铁心中安放着空间互成90°电角度的两相定子绕组，其中一

2、相称为励磁绕组，另外一相称为控制绕组。运行时，励磁绕组始终接在交流电源上，而控制绕组则加上大小、相位均可能变化的同频率的交流控制信号。2.两相交流伺服电动机的工作原理图6-2　交流伺服电动机的原理图控制绕组有信号电压，一般情况下，两相绕组中电流产生的磁动势Ff和Ff是不对称的，则电动机内部便建立起椭圆形旋转磁场。一个椭圆形旋转磁场分解为两个速度相等、转向相反的圆形旋转磁场，但它们大小不等，因此转子上两个电磁转矩也大小不等，方向相反，合成转矩不为零，这样转子就不再保持静止状态，而随着正转磁场的方向转动起来。若控制绕组无控制信号只有励磁绕组中有励磁电流，则气隙中形成的是

3、单相脉振磁动势，它可以分解为正、负序两个圆形旋转磁动势。它们大小相等，转速相同，转向相反。所建立的正序旋转磁场对转子起拖动作用，产生拖动转矩T+；负序旋转磁场对转子起制动作用，产生制动转矩T-，当电动机原处于静止时，转率差s=1，T+=T-，合成转矩T=0，伺服电动机转子不会转动。交流伺服电动机原理图2.两相交流伺服电动机的工作原理两相交流伺服电动机在转子转动后，当控制信号电压UK消失时，按照可控性的要求，伺服电动机应立即停转，但此时电动机内部建立的是单相脉振磁场，根据单相异步电动机工作原理，电动机将继续旋转，这种现象称之“自转”。“自转”现象在自动控制系统中是不允

4、许存在的，解决的办法是增大转子电阻。由图中曲线中知，随着转子电阻增大，机械特性更接近线性关系。因此，为了使两相并流伺服电动机达到调速范围大和机械特性线性的要求，也必须使其转子具有足够大的电阻值。一般的异步电动机，其机械特性如图中曲线1所示它的稳定运行区仅在转差率S从0到Sm这一区间，因Sm约为0.1~0.2，所以电动机的转速可调范围很小。如果增大转子电阻，使其产生最大转矩的转差率Sm≥1，这样，电动机的机械特性就如图中曲线2所示，相应于电动机的转速由零到同步转速的全部范围内均能稳定运行。异步电动机机械特性3.两相交流伺服电动机的控制方式作为控制系统执行元件的交流伺服

5、电动机，在运行中转速通常不是恒定不变的，而是随着控制电压的改变不断变化的。两相交流伺服电动机的运行由控制电压的大小和相位来控制。因此其控制方式有幅值控制、相位控制和幅相控制三种。幅值控制是保持两相电压相位差为90°，通过调节控制电压的幅值实现控制；相位控制则是保持控制电压的幅值不变，通过调节其相位实现控制；幅相控制则是同时调节控制电压幅值和相位实现控制。一、幅值控制调节控制电压的大小来改变电动机的转速，而控制电压UK与励磁电压Uf之间的相位角保持90°电角度，通常UK滞后于Uf。当控制电压UK=0时，电动机停转，即n=0。二、相位控制调节控制电压的相位（即调节控制电

6、压与励磁电压之间的相位角β）来改变电动机的转速，而控制电压的幅值保持不变，当β=0时，电动机停转。三、幅值一相位控制（或称电容移相控制）将励磁绕组上仍外施励磁电压Uf=U1-Uca，控制绕组上仍外施控制电压UK，而UK的相位始终与U1同相。当调节控制电压UK的幅值来改变电动机的转速时，使励磁绕组的电流If也发生变化，致使励磁绕组的电压Uf及电容C上的电压Uca也随之改变。这就是说，电压UK及Uf的大小及它们之间的相位角β也都随之改变。所以这是一种幅值和相位的复合控制方式。若控制电压UK=0，电动机就停转。这种控制方式是利用串联电容器来分相的，它不需要复杂的移相装置，

7、所以设备简单，成本较低，成为最常用的一种控制方式。幅值一相位控制原理图3.两相交流伺服电动机的控制方式10直流伺服电动机的工作原理和普通直流电动机相同。1、电枢控制时直流伺服电动机的特性电枢控制线路图电枢控制时的机械特性6.1.2　直流伺服电动机6.2步进电动机6.2.1基本工作原理6.2.2反应式步进电动机右图是一个三相反应式步进电动机，定、转子铁心由硅钢片叠成。定子有六个磁极，每两个相对的极绕有一相控制绕组，转子只有四个齿，齿宽等于定子极靴宽，上面没有绕组。如图a所示,当U相控制绕组通电，而V相、W相都不通电时，由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点，所以转子