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1、第6章控制电机了解机电传动控制系统中一些常用控制电机的基本结构;掌握各种控制电机的基本工作原理,主要运行特性及特点;了解控制电机应用场所,正确选用控制电机.6.1交流伺服电动机控制电机的主要作用是用来完成信息的传递与交换,而不是进行能量转换.伺服电动机的特点:可以控制,控制功率小,可靠性高;调速范围广;转子惯量小,能迅速起动,停止.1.两相交流伺服电动机的结构1)定子:定子由硅钢片叠成;在定子铁心的内圆表面嵌有两套相差90度电角度的绕组:激磁绕组WF,控制绕组WC;这两套绕组分别由两个电源供电.接线图两相交流伺服电动机的结构2)转子:分为鼠笼型和杯型两种.(
2、1)鼠笼型转子作得细而长,转子导体采用高电阻率的材料.用于小功率的自动控制系统.产品型号SL系列.(2)空心杯型转子作成薄壁圆筒形,放在内外定子之间.用于要求运行平滑的系统.产品型号SK系列.杯型转子伺服电动机结构图激磁绕组1;控制绕组2;内定子3;外定子4;转子52.基本工作原理两相绕组WF和WC分别通入频率相同的交流电,产生旋转磁场,使伺服电动机起动.取消WC后,要防止自转.3.消除自转现象的措施加大转子电阻.如:采用薄壁杯形转子.鼠笼条用高阻材料黄铜转子电阻不同时的机械特性4.交流伺服电动机的特性和应用1)控制方法;有三种.幅值控制,相位控制,幅-相控
3、制2)幅值控制原理图:控制电压Uc越高,电动机转速越高.不同控制电压下的机械特性3)应用举例(1)参数:交流伺服电动机输出功率为0.1-100W(再大则用直流伺服电动机);电源频率50-400Hz.(2)应用:雷达天线的旋转控制;飞机驾驶盘的控制;流体阀门开关控制,应用方框图6.2直流伺服电动机1.基本结构:与普通他激直流电动机相同.(有换向器)2.分类:电磁式(他激式);永磁式,3.电气原理图:如右图.其中(a)为电磁式(b)为永磁式.4.参数:输出功率1-600W.6.3力矩电动机是能与负载直接连接产生大转矩低转速(或堵转)下运转的电动机1.永磁式直流力
4、矩电动机的结构特点与工作原理:结构特点:扁平状.工作原理:同电磁式伺服电动机.2.直流力矩电动机的应用卫星天线驱动;雷达天线驱动;数控机床驱动;X-Y纪录仪传动.与测速发电机配合可组成高精度,宽调速伺服系统.直流力矩电动机的型号为LY系列.其调速可达0.00017r/min,即4天才转一圈.1.定子,2.电枢,3.电刷架6.4小功率同步电动机小功率同步电动机为连续运转的同步电动机,用于传动及作执行元件1.永磁式同步电动机1)结构特点:定子绕组可通入三相或两相交流电;转子包括永久磁铁1和装在转子铁心3槽中的起动绕组2.转子结构示意图见下图.2)工作原理负载不能
5、超过一定限度,否则电动机可能“失步”.6.4小功率同步电动机小功率同步电动机为连续运转的同步电动机,用于传动及作执行元件1.永磁式同步电动机1)结构特点:定子绕组可通入三相或两相交流电;转子包括永久磁铁1和装在转子铁心3槽中的起动绕组2.转子结构示意图见下图.2)工作原理负载不能超过一定限度,否则电动机可能“失步”.2.磁阻式电磁减速同步电动机1)结构特点园环形的定子装有三相或单相供电的绕组,转子为园盘形,不嵌绕组;转子齿数大于定子齿数.2)工作原理磁力线总是使经过的磁路磁阻最小,磁阻转矩使转子朝着磁导最大的方向转动.是常用的一种低速电动机.6.5测速发电机
6、测速发电机将转速转变为电压信号,广泛用于速度和位置控制系统中.1.异步(交流)测速发电机1)结构特点:定子上有两套互差90度电角度的激磁绕组WF和输出绕组WC;转子为空心杯形.2)工作原理:杯形转子可以看成一个导条非常多的鼠笼转子.在激磁电压一定的情况下,当输出绕组的负载很小时,测速发电机的输出电压U0与转速n成正比:U0=Kn转子静止时转子转动时3)交流测速发电机使用中的几个问题:(1)主要技术指标剩余电压:测速发电机转速为零时的输出电压.它会使控制系统误动作.线性误差:(2)使用中应注意的问题:输出特性的线性度,温度变化的影响,可加温度补偿装置.输出特性
7、的线性度由非线性引起的误差.一般系统要求1%-2%;精密系统要求0.1%-0.25%.相位误差:一般要求不超过1度-2度.灵敏度:交流测速发电机的灵敏度比较低.2.直流测速发电机1)基本原理电气原理如右图所示,它是一种测量转速用小型他激直流发电机.空载时,电枢两端电压为:2)输出特性:负载越小,转速越高,输出特性曲线弯曲越厉害.3)性能:没有剩余电压,特性钭率比异步机大;有换向器和电刷,换向火花产生无线电干扰,输出特性不稳定.举例例:一台直流测速发电机在转速3000r/min时的空载输出电压为52V,接上2000欧负载后的输出电压为50V,求转速为1500r
8、/min,负载5000欧时的输出电压Ua.解:由因此
