交流伺服与变频技术及应用项目1课件

项目一、交流调速原理任务一、掌握电机控制的基本理论一、电磁感应定律与电磁力☞

知识回顾☻想一想：

什么叫电磁感应现象？什么叫电磁力？电磁力的方向怎样确定？☞学习提示1

电磁感应：电流可产生磁场；磁场的变化能产生电流。

电磁力：通电的导体放入磁场中将会产生力。项目一、交流调速原理任务一、掌握电机控制的基本理论☞学习提☞知识检查1.

在电磁学上，以下两图表示什么？2.电流所产生的磁场怎样表示？绘出上图的磁场。3.下图中的两导体受到的电磁力方向怎样？NSNSFF☞知识检查1.在电磁学上，以下两图表示什么？2.电流所电磁力：F=BIL；电磁转矩：M=2FR；☻结论：电机输出转矩与电机结构（绕组半径R和长度L）、磁场强度B、电流I有关；结构决定后，M决定于磁场强度B和绕组电流I。FFBILR

电磁力和电磁转矩☞电机运行原理电磁力：F=BIL；电磁转矩：M=2FR；FF二、电机运行的力学基础M：电机输出转矩（Nm）Mf：负载转矩（Nm）

J：转动惯量（kgm2）ω：电机角速度（rad/s）☞实际：电机参数以功率、转速表示。换算：ω=2πn/60n：电机转速（r/min）M=

9550P/nP：电机功率（kW）M=Mf+JdωdtP=Mω二、电机运行的力学基础M：电机输出转矩（Nm）☞实际：电

机械特性☞电机的最大允许输出（功率、转矩）与转速有关，额定值只能表示额定转速时的值。

机械特性：全范围反映电机输出转矩、功率和转速关系的曲线。MnneMePnnePenMneMe伺服电机主轴电机感应电机机械特性☞电机的最大允许输出（功率、转矩）与转速有关，额☺问题：

为什么不同电机的机械特性的表示方法不一样？☞原因：电机的适用范围不同。不同电机用于不同类型的负载驱动，其要求不同。☺

例如：数控机床的控制刀具的进给运动（前后、左右移动）：

主要技术指标：最大进给力。刀具的旋转运动（切削工件）：

主要技术指标：单位时间能够去除的材料体积。☞决定机床加工能力的参数，不能因为刀具移动速度、转速的变化而变化。☺问题：☞原因：电机的适用范围不同。不同电机用于不同类型M=F·（h/2π）h：滚珠丝杠螺距，结构定后，h不变。☺结论：

负载要求电机的输出转矩不变。☞刀具进给M=F·（h/2π）☺结论：☞刀具进给☞刀具切削☺结论：

负载要求电机的输出功率不变。Q=kPk：与刀具、工件材料有关，工艺决定后固定不变。☞刀具切削☺结论：Q=kP

恒功率负载：功率不随转速改变的负载。例如，数控机床的刀具旋转切削。☞主轴电机以输出功率作为主要参数。

恒转矩负载：转矩不随转速改变的负载。例如，数控机床的刀具进给。☞伺服电机以输出转矩作为主要参数。

负载类型恒功率负载：功率不随转速改变的负载。例如，数控机床的刀具任务二、了解伺服电机的运行原理一、伺服电机运行原理BLDCM运行☞

BLDCM=BrushLessDC

Motor中文名：无刷直流电机电刷：改变电流方向的装置问题：绕组通断将产生电弧（火花），电机转速不能太高、要更换。FFBILR电刷任务二、了解伺服电机的运行原理一、伺服电机运行原理电刷：FF

BLDCM运行原理 A+B+C+A-B-C-直流FFn依次切换：T1/T6→T6/T2→T2/T4→T4/T3→T3/T5→T5/T1→T1/T6，电机逆时针旋转

依次切换：T1/T6→T1/T5→T5/T3→T3/T4→T4/T2→T2/T6→T6/T1，电机顺时针旋转

BLDCM运行原理 A+B+C+A-B-C-直流FFn依次ABCT1T1T4T2T5T6T3☺

特点：不需要换向器、控制简单、转矩波动较大

ABCT1T1T4T2T5T6T3☺特点：

PMSM运行原理

ABCT1T1T4T2T5T6T3☞

PMSM=PermanentMagnetSynchronousMotor中文名：永磁同步电机☞同步电机：供电的电源为三相、正弦波交流电。PMSM运行原理 ABCT1T1T4T2T5T6T3☞任务三、了解感应电机运行原理☺想一想：假如电机的转子没有安装永久磁铁，电机能否旋转？☞答案：能够。就是感应电机。因为定子通入三相正弦波交流后，能够产生旋转磁场。

感应电机原理☞通俗理解：利用定子旋转磁场吸引转子旋转。任务三、了解感应电机运行原理☺想一想：☞答案：能够。就ABCABCCBA☞旋转磁场的产生原理ABCABCCBA☞旋转磁场的产生原理

转速和频率电流变化360°

，磁场转过360°（1转）。电流变化速度：交流电的频率f，Hz=1/s。

磁场转速n=f(r/s)=60f(r/min)☞旋转磁场转速称为同步转速

圆周上只布置1组A/B/C绕组，称为1对极

推论：180°上布置1组A/B/C绕组，电流变化一周期，磁场转过180°。

磁场转速n

=60f/2(r/min)

即：360°上布置2组

A/B/C绕组，称为2对极。转速和频率☞

通式：

定子圆周上布置P组绕组，称为P对极。

磁场转速n

=60f/P(r/min)☺要点改变频率，就能够改变电机（转子）转速。伺服电机：电机转