任务3-2 交流伺服电动机原理与应用.ppt

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1、情景三伺服电机任务3-2交流伺服电动机原理与应用知识目标1、掌握直流伺服电动机的结构。2、掌握直流伺服电动机的工作原理。3、了解直流伺服电动机的应用。能力目标直流伺服电动机的接线、操作使用交流伺服电机(ACServoMotor)结构特点和工作原理交流伺服电机通常都是两相异步电机，在定子上有两个空间相距90度的绕组，即控制绕组和励磁绕组。Rotor笼型转子非磁性空心杯转子铁磁性空心杯转子杯壁厚0.2~0.8mm，J小杯壁.5~3mm，J较大，有单边磁拉力，已较少用工作原理：与普通两相异步电机的相似之处：在二相对称绕组中通入两对称

2、电流，就会在气隙中产生圆形旋转磁场，转子导体切割磁场所感应的电流与气隙磁磁场相互作用就产生电磁转矩。当改变其中一相电流的大小或相位时，气隙磁场就发生变化，电磁转矩随之变化，电机转速必然跟着改变，从而实现对转速的控制。区别：由于伺服电动机在自动控制系统中作为执行元件。对其要求是：(1)转子速度的快慢能反应控制信号的强弱，转动方向能反应控制信号的相位，调速范围要宽；（2）无控制信号时，转子不能转动；（3）当电机转动起来以后，如控制信号消失，应立即停止转动；（4）为减小体积和重量，一般采用400、500或1000Hz。如何满足上述要

3、求？增大转子电阻！增大转子电阻的三个好处：能消除自转现象：正常转子电阻时的单相转矩T=T1+T2，在正向旋转时，00。所以，只要负载转矩不太大，转子仍能继续旋转，不会因控制信号的消失而停转，这种“自转”现象使伺服电动机失去控制，在自动控制系统中是不允许的。增大转子电阻后的单相转矩增大转子电阻，使sk>1，则合成单相转矩在电动机正向旋转范围内为负值，即T<0。这就是说，控制信号消失后，处于单运行状态的电机由于电磁转矩为制动性质而能迅速停转。因此，增大转子电阻是防止交流伺服电动机出现“自转”现象的有效措施。两相合成转

4、矩可以增大调速范围由电机学原理知，异步电机的稳定运行区仅在：0

5、同，且时间上相差90电度，则气隙中将形成圆形旋转磁场，电机便运行在最佳工作状态。当激磁绕组接至电压值不变的激磁电源，若控制信号的大小或者它与激磁电压间的相位发生改变，都能改变电机气隙磁场的椭圆度，也就能够影响电机的工作状态，达到对电机控制的目的。据此，交流伺服电机有下列几种控制方法：幅值控制控制电压与激磁电压之间保持90度相位差不变，通过改变控制信号（电压）的幅值来改变电机的转速。由于与激磁电压相差90度的电压为：所以信号系数定义为：脉振磁场椭圆形磁场圆形磁场幅值相位控制（电容控制）激磁回路串联电容后接到相位和幅值都不变的激磁

6、电源，当改变控制电压幅值时，由于激磁回路电流发生变化，使激磁绕组及其串联电容上的电压分布发生变化，从而使控制电压与激磁绕组上的电压间的相位角也发生变化。当改变控制电压的幅值以改变转速时，由于转子绕组的耦合作用，激磁电流If的大小和相位都会改变，致使激磁绕组上的电压的大小和相位也随之改变。所以，这是一种幅值和相位的复合控制方式。Cph双相控制激磁电压与控制电压间的相位固定为90度，而激磁电压的幅值随控制信号的改变而同样的改变，也就是说，不论控制信号大小，电机始终在圆形旋转磁场下工作，可获得最大输出功率和效率。交流伺服伺服电动机的

7、理论分析—对称分量法实际上，两相伺服电动机是在两相不对称绕组上外施两相不对称电压运行的异步电机。1.对称分量分析两相伺服电动机原理图磁动势对称分量相量图