电机与拖动基础电子教案课件.ppt

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1、电机与拖动基础陈勇陈亚爱主编蔡军罗萍向敏副主编第七章微控电机2本章教学基本要求1.了解常用控制电机的主要结构、基本工作原理；2.理解和掌握控制电机的分类方式及其各自的驱动方式；3.比较控制电机与普通直流电机、异步电机和同步电机的异同之处；4.了解控制电机的特点及其应用场合3重点1.理解和掌握直流伺服电机和交流伺服电机各自的工作原理和调节特性；2.理解和掌握步进电机的工作原理和通电方式。47.1概述微控电机是具有特定功能的小功率旋转电机。控制电机在控制系统中作为执行元件、检测元件和运算元件。从工作原理上看，微控电机和普通电机没有本质上的区别，但在使用功

2、能上不一样。普通电机功率大，侧重电机的起动、运行和制动等性能指标，而控制电机输出功率较小，侧重于电机的控制精度、响应速度和运行可靠性。目前国内外生产的微控电机种类较多，下面介绍几种常用的微控电机的基本工作原理及其使用特性。57.2单相异步电动机单相异步电动机(single-phaseasynchronousmotor)是靠220V单相交流电源供电的一类电动机，它适用于只有单相电源(single-phasepower)的小型工业设备和家用电器中。67.2单相异步电动机7.2.1单相异步电动机的工作原理在交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁

3、动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正传和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。77.2单相异步电动机该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。正向电磁转矩企图使转子正转；反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。不论是还是，他们的大小与转差率的关系和三相异步电动机的情况是一样的。若电动机的转速是，则对正转磁场而言，转差率为：对反转磁场而言，转差率为：

4、87.2单相异步电动机单相异步电动机的T-s曲线见左图由图可知单相异步电动机的主要特点有：（1）n=0,s=1,T=T++T-=0，说明单相异步电动机无启动转矩，如不采取其他措施，电动机不能启动。（2）当s≠1时，T≠0，T无固定方向，它取决于s的正、负。（3）由于反向转矩存在，使合成转矩也随之减小，鼓单相异步电动机的过载能力较低。97.2单相异步电动机10电容分相式起动7.2单相异步电动机启动时开关K闭合，使两绕组电流相位差约为90°，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断。工作原理11罩极式单相电机定子通入电流以

5、后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。7.2单相异步电动机12单相异步电动机功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。7.2.3单相异步电机的使用上图中电机的转动方向：瞬时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。7.2单相异步电动机137.3测速发电机测速发电机是一种测量转速的微型发电机，他把输入的机械转速变换为电压信号输出，

6、并要求输出的电压信号与转速成正比。测速发电机分直流测速发电机和交流测速发电机两大类。7.3.1直流测速发电机直流测速发电机本质上是一种微型直流发电机，按定子磁极的励磁方式分为电磁式和永磁式。直流测速发电机的工作原理与一般直流发电机相同。图7-4直流测速发电机的工作原理147.3测速发电机在恒定的磁场φ0中，外部的机械转轴带动电枢以转速n旋转，电枢绕组切割磁场从而在电刷间产生电动势。157.3测速发电机空载时，直流测速发电机的输出电压等于电枢电动势，即U0=E0。有负载时，若电枢电阻为Ra，负载电阻为RL，则直流测速发电机的输出电压为其中167.3测速

7、发电机7.3.2交流测速发电机交流异步测速发电机的转子结构有笼型的，也有杯型的，在控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机。空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上相互差90°电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组。177.3测速发电机转子静止：励磁绕组产生的磁通在转子绕组上感应电势，产生电流。转子磁势不与输出绕组交链，所以，输出绕组不感应电势，即：输出电压为零，U=0。图7-7空心杯转子异步测速发电机原理图187.3测速发电机交流同步测速发电机分为：永磁式、感应式和脉冲式。交流异步测速发电机的误差主要有：非线性误差：由于直轴磁通d变化使测速

8、发电机产生非线性误差；剩余电压：实际运行中，转子静止时，测速发电机输出一个较小的电压；相位误差：由于励磁绕组