控制电机课件

第5章

控制电机5.1伺服电动机5.2测速发电机将电压信号转变成转角和转速，驱动控制对象旋转。用在自动控制系统中作为执行元件，其转动的速度和方向将随控制电压的大小和极性而变化。5.1伺服电动机前面所讨论的电机，都是作为动力电机来使用的。而本章所介绍的电机为控制电机，其主要任务是转换和传递控制信号，能量转换是次要的。一般用在自动控制、测量及计算系统中。概述伺服电动机分为交流伺服和直流伺服电动机两类1.交流伺服电动机的特点（1）可控无自转—当控制电压UC=0时,转速n=0；（2）灵敏度高——转速与转向随控制电压的大小和极性而改变；（4）功率小———通常为零点几瓦几十瓦；（5）运行稳定——n在(0n0之间连续稳定运行；（6）起动电压小—Ust=UN(3。（3）响应快速——由于转动惯量小，起动转矩大，所以电动机起动快；交流伺服电动机的控制电压为交流电压,特点为：一、交流伺服电动机交流伺服电动机的定子由定子铁心和定子绕组构成笼形交流伺服电动机的转子与三相异步电动机的笼形转子相比,形状更加细长,转子电阻R2更大。特点伺服电动机杯形转子的结构杯形转子可视为由无数根金属导体并联而成。3、交流伺服电动机的工作原理----同电容分相式单相异步电动机••在控制绕组上加入控制电压Uc产生正弦电流

IcUC•IC•MSWCWFCUf•If•励磁绕组串入电容C,加入励磁电压Uf

产生电流

If••选择C使

If和IC相位相差90O••旋转磁场n0n使转子转动起来要求：Uf一定时，n的大小、方向随UC变化。2.Uf一定时，UC=0，电动机立即停转。问题：电动机自转现象MSWCWFCUf•If•UC=0•n0n---脉动磁场当UC=0，Uf一定时，If将产生脉动磁场，在此脉动磁场的作用下，转动的转子将继续转动，而不会立即停转解决措施：增大转子电阻R2--自转现象TS01SmTmax当R2较大时,Sm≥1当转子电阻R2增加到使Sm≥1时,励磁电压单独作用产生的电磁转矩T与电动机的转向相反,成为制动转矩,以保证电动机不自转。TS（n）012TR2增大增大T+n0T--n0T=T+-

T-二、直流伺服电动机1.直流伺服电动机的结构同直流他励电动机结构，只是为了减少惯性，其电枢细长n0T0.4UCUC0.8UCMS--UfUC++--ICEIfUc----电枢控制电压Uf----直流励磁电压2.直流伺服电动机的机械特性n=——–RaKe–————·

TKeKt2UC特点：1.利用Uc的有无实现启动、停止控制。2.利用Uc的大小调节n（TL一定，Uc，n；若TL欲使转速n不变应使UC）3.利用改变Uc的极性，改变电机的转向。4.适用于大功率场合，1W—600W。直流伺服电动机和交流伺服电动机的区别：2.交流机结构简单。直流机的结构复杂，有电磁干扰。1.交流机特性软。直流机的特性硬。3.交流机功率小。直流机的功率大。5.2测速发电机--将转速变为电压信号。用于测量和调节转速的场合。U=Kn一、交流测速异步发电机1.EO=0•WFWC交流测速异步发电机的工作原理交流测速异步发电机的结构类似杯形转子伺服电动机（1）转子静止时转子绕组中产生感应电动势及涡流rr1合成磁场1WC输出绕组中：EO=0，UO=0UO=0•脉振磁场fUf•If•fWF励磁绕组加Uf1方向与WC轴线垂直2.交流测速异步发电机的输出特性UOn理想特性实际特性特点：（1）UO=Kn（2）n反转，UO相位反向（3）有线性误差（4）有剩余电压二、直流测速发电机直流测速发电机的结构同小型他励直流发电机Uf----直流励磁电压G--UfUa++--IaEIfUa----电枢电压RLn1.空载特性（RL=）UaO=E=Ken=Cen2.输出特性（RL）Ua=E-IaRaIa=Ua/RLUa=————Cen1+——RaRLRL=RL1RL2RLRL1RL2