运动控制系统中的电机

1、运动控制系统中的电机和利时电机技术交流会Sense the beauty of motionSense the beauty of motion！感受运动之美！感受运动之美 运动控制运动控制是指运用各种是指运用各种技术手段技术手段使得被控的机使得被控的机电机构产生期望的电机构产生期望的运动运动。技术手段：技术手段：液压、气动、机械、电气等等液压、气动、机械、电气等等运动控制的一般概念运动控制的一般概念运动控制的发展运动控制的发展过过 去去 机械直线轴系机械直线轴系 PLC控制控制传统机械系统运动控制的发展运动控制的发展现现 在在 机械直线轴系机械直线轴系 分布式智能伺服驱动分布式智能伺服驱动

2、PLC控制控制混合机械系统运动控制的发展运动控制的发展未未 来来 电子化柔性轴系电子化柔性轴系 一体化柔性运动和一体化柔性运动和PLC控制部件控制部件电子化机械系统SERCOS总线等总线等运动控制的发展运动控制的发展电子化电子化 & 软件化软件化机械化机械化设备功能性设备功能性控制对象控制对象恒速、调速、加减速 分辨率，定位精度，轨迹输出力矩、响应，力矩扰动开环系统开环系统闭环系统闭环系统主机主机运动运动控制器控制器驱动器驱动器执行机构执行机构（电机）（电机）典型的运动控制系统典型的运动控制系统反馈：反馈：编码器、旋变、光栅尺编码器、旋变、光栅尺v 直流电动机直流电动机运动控制用电机的种类运动

3、控制用电机的种类v 交流电动机交流电动机v 步进电动机步进电动机v 直线电动机直线电动机最大特点：最大特点：优良的调速特性优良的调速特性n U 直流电动机直流电动机运行运行激磁方式：永磁和励磁激磁方式：永磁和励磁直流电动机直流电动机问题问题电火花电火花噪音噪音电磁干扰电磁干扰需维护需维护换向器换向器 利用利用交流电交流电在电机内在电机内产生产生旋转磁场旋转磁场而使转子而使转子旋转。旋转。 电机的转速由交流电电机的转速由交流电的的频率频率决定，一般多用决定，一般多用于于恒速恒速运行的场合。运行的场合。交流电动机交流电动机运行运行 同步电动机同步电动机n = 60f / p励磁方式励磁方式： 永磁

4、、激磁永磁、激磁交流电动机分类交流电动机分类缠绕在凸极上的鼠笼式绕组缠绕在凸极上的鼠笼式绕组同步电动机 感应（异步）电动机感应（异步）电动机n = (1-s) 60f / p = (1-s) n0f 电源频率电源频率n0 同步速同步速s 转差率转差率交流电动机分类交流电动机分类鼠笼式转子鼠笼式转子金属环金属环叠片铁心叠片铁心铜棒铜棒线圈线圈叠片铁心叠片铁心绕线式转子绕线式转子感应（异步）电动机 无刷电动机无刷电动机q 交流无刷电动机（永磁同步电动机）交流无刷电动机（永磁同步电动机）PMSMq 直流无刷电动机直流无刷电动机 BLDCM交流电动机分类交流电动机分类 将将电脉冲电脉冲转换成转换成角位

5、移角位移的电动机的电动机 力矩的产生是力矩的产生是基于定转子之间由基于定转子之间由磁阻效应磁阻效应步进电动机步进电动机概念概念运行特点：运行特点：v 输入脉冲数对应角位移量输入脉冲数对应角位移量v 静止时具有一定的保持力矩静止时具有一定的保持力矩运行参数：运行参数： 力矩、步距角、矩频特性力矩、步距角、矩频特性步进电动机步进电动机运行运行 直线电机的工作原理与直线电机的工作原理与旋转电机类似。理论上讲，旋转电机类似。理论上讲，旋转电机的工作方式都可以旋转电机的工作方式都可以运用于直线电机。运用于直线电机。直线电动机（直线电动机（LEM）概念概念直线电动机及驱动优点优点：v 直接产生推力直接产生

6、推力v 高速运行高速运行v 无接触运行无接触运行v 结构简单结构简单缺点缺点： 效率和功率因数相对较低，成本高效率和功率因数相对较低，成本高直线电动机（直线电动机（LEM）特点特点v 磁悬浮和电磁推进磁悬浮和电磁推进v 提升、输运和牵引机械提升、输运和牵引机械v 数控雕刻机、剪裁机、绘图仪、记录仪数控雕刻机、剪裁机、绘图仪、记录仪v 精密定位机构精密定位机构v 民用装置如门、窗、家用电器等的驱动民用装置如门、窗、家用电器等的驱动直线电动机（直线电动机（LEM）应用应用直线电动机（直线电动机（LEM）演示演示v 负载所需的负载所需的功率功率和和力（扭）矩力（扭）矩v 负载的负载的机械特性机械特性v 其他要求其他要求，如速度的变化范围、精度，力，如速度的变化范围、精度，力矩的变化和响应矩的变化和响应v 工作方式工作方式，如连续或间歇，如连续或间歇v 噪音的要求噪音的要求v 外形及安装形式、尺寸等外形及安装形式、尺寸等v 使用环境使用环境如何选择则电机如何选择则电机感应电机感应电机T同步电机同步电机开关磁阻电机开关磁阻电机直流电机直流电机n0ncn常用电动机的机械特性常用电动机的机械特性 调速调速： 交流电动机、