电机与拖动技术第十章

电机与拖动技术DIANJIYUTUODONGJISHU新世纪应用型高等教育教材编审委员会组编新世纪应用型高等教育教材编审委员会

10.1单相异步电动机

10.2伺服电动机

10.3力矩电动机第9章电动机的选择

10.4测速发电机

10.5步进电动机

10.6旋转变压器

10.7自整角机

10.8直线电动机

10.9开关磁阻电机第9章电动机的选择

10.10无刷直流电动机

10.11盘式电动机第10章微特电机微特电机是自动控制系统、遥控和解算装置中重要的元件，在系统中具有执行、检测和解算的功能。从基本理论上讲，微特电机与普通电机没有本质上的区别，但其主要作用是完成控制信号的传递和转换，注重高精度和快速响应。各类微型驱动电机和控制电机主要包括：单相异步电动机、伺服电动机、测速发电机、步进电动机、旋转变压器、自整角机、直线电动机、力矩电动机、开关磁阻电机、无刷直流电机以及盘式电动机。微特电机从总体上分为两大类：一类是驱动微电机：在电力拖动系统中作为执行机构使用，如单相异步电机、伺服电机、力矩电机、直线电机以及超声波电机等；另一类是控制电机：在电力拖动系统中以完成信号的转换和传递为目的，如测速发电机、自整角机以及旋转变压器等。10.1单相异步电动机单相异步电动机是单相电源供电异步电动机的总称。它一般是由定子两相绕组和转子鼠笼绕组组成。10.1.1单相绕组通电时异步电动机的磁场与机械特性单相异步电动机的结构如图10-1所示。定子包括两相绕组：一相为主绕组（又称为工作绕组）；另一相为起动绕组（又称为辅绕组），两相定子绕组空间互差90°，转子为鼠笼式结构。第10章微特电机(a)结构

(b)脉振磁势的分解图10-1单相异步电动机的结构图与磁场情况10.1单相异步电动机对主绕组单独通电、起动绕组开路时异步电动机所产生电磁转矩进行分析：单相绕组通以单相正弦交流电流将产生脉振磁势。该脉振磁势可分解为两个幅值相等（大小为脉振磁势幅值的一半）、转速相同（均为同步速）且转向相反的旋转磁势。其解析表达式为两个旋转磁势、将分别产生两个转向相反的旋转磁场。定子旋转磁场与转子感应电流相互作用分别在转子上产生正、反转的电磁转矩和。其中，对正向旋转磁场而言，转子的转差率为：对于反向旋转磁场而言，转子的转差率为第10章微特电机10.1单相异步电动机借助于三相异步电机的等效电路便可得到单相异步电动机的等效电路为图10-2单相异步电动机的等效电路根据图10-2的等效电路，同时忽略激磁电流，单相异步电动机的电磁转矩表达式为：转子电流为：第10章微特电机10.1单相异步电动机第10章微特电机图10-3单相异步电动机的曲线与机械特性

10.1单相异步电动机对于单相绕组，当转速为零时，合成电磁转矩为零。亦即单相绕组通电不会产生起动转矩。一旦在外力作用下转子沿某一方向开始旋转，则合成电磁转矩将不再为零。即使外力去掉，转子仍将沿该方向继续旋转。因此，转子的转向取决于刚开始施加外力的方向。理想空载转速低于同步速，表明单相异步电动机的额定转差率高于普通三相异步电动机。第10章微特电机10.1单相异步电动机理想空载转速低于同步速，表明单相异步电动机的额定转差率高于普通三相异步电动机。1.两相绕组通电时异步电动机的旋转磁场设单相异步电动机主、辅绕组空间互成90°，其有效匝数分别为、，主、辅绕组分别通入如下电流：主、副绕组所产生的定子基波磁势可分别表示为：第10章微特电机10.1.2两相绕组通电时异步电动机的磁场与机械特性10.1单相异步电动机第10章微特电机10.1.2两相绕组通电时异步电动机的磁场与机械特性图10-4定子电流产生的椭圆形旋转磁势

定子基波合成磁势的轨迹为：由此可知两相定子绕组通以两相对称电流所产生的定子基波合成磁势为椭圆形旋转磁势。10.1单相异步电动机2.两相绕组异步电动机的机械特性图10-5为两相绕组异步电动机当主、副绕组分别通以幅值不同（或相位不同）的电流，且时的机械特性。当主、副绕组分别通以幅值不同（或相位不同）的电流时，两相绕组异步电动机则产生起动转矩。第10章微特电机图10-5两相绕组异步电动机的机械特性10.1单相异步电动机3.单相异步电动机的类型（1）电阻分相式单相电动机电阻分相式单相电动机的结构如图10-6所示，其具有如下特点：1）主、辅绕组（或起动绕组）空间互差90°。2）辅绕组的电阻与电抗的比值比主绕组高，以确保同一电压作用下两绕组所流过的电流相位不同。第10章微特电机图10-6电阻分相式单相异步电动机图10-7电阻分相式单相异步电动机的典型机械特性曲线10.1单相异步电动机（2）电容起动式单相电动机电容单相起动式异步电动机的主、辅绕组的匝数一般相等（也可以不同）；副绕组是通过与电容C以及离心开关K串联后与电源并联。如下图所示。第10章微特电机图10-8电容单相起动式异步电动机图10-9电容起动式单相异步电动机的典型机械特性曲线10.1单相异步电动机电容起动与运转式异步电动机的辅绕组中采用了两个电容器，一个是运行电容；一个为起动电容，且仅起动电容与离心开关串联。上述方案可确保起动与运行时均获得接近圆形的气隙合成旋转磁势，从而既可以获得较大的起动转矩又可以提高运行时的最大电磁转矩。第10章微特电机图10-10电容起动与运转式异步电动机的接线图

图10-11电容起动与运转式异步电动机的典型机械特性曲线

10.1单相异步电动机（3）罩极式单相电动机由图10-12可见，单相罩极式异步电动机的定子采用凸极式结构，主磁极上装有工作绕组，而且在每个磁极的约1/3处开有小槽，其上套有铜短路环（相当于起动绕组）。第10章微特电机图10-12罩极式单相异步电动机

10.2伺服电动机伺服电动机是一种把输入控制信号转变为角位移或角速度输出的电动机。总体上可以分为直流伺服电动机和交流伺服电动机，交流伺服电动机又包括永磁直流无刷伺服电动机、交流异步伺服电动机以及交流永磁同步伺服电动机。第10章微特电机10.2.1直流伺服电动机直流伺服电动机主要采用两种控制方式，即电枢控制方式和磁场控制。电枢控制是将定子绕组作为激磁绕组、电枢绕组作为控制绕组的一种控制方式。设控制电压为，主磁通保持不变，忽略电枢反应，则直流伺服电动机的机械特性为由上式，便可以分别获得直流伺服电动机的机械特性和调节特性，如下图所示。10.2伺服电动机图10-13直流伺服电动机的机械特性图10-14直流伺服电动机的调节特性第10章微特电机10.2.1直流伺服电动机10.2伺服电动机第10章微特电机10.2.2交流伺服电动机从结构上来看，交流伺服电动机的定子两相绕组空间互成90°。一相绕组作为激磁绕组，直接接至单相交流电源上；另一相作为控制绕组，其输入为控制电压。1.对交流伺服电动机的特殊要求1）机械特性为线性；2）控制信号消失后转子无“自转”现象。对于普通异步电动机，其机械特性如下图中的曲线1所示。为了满足交流伺服电动机线性机械特性的要求，通常的做法是：加大转子电阻，以使得产生最大电磁转矩时的转差率。相应的交流伺服电动机的机械特性如图10-15中的曲线2所示。10.2伺服电动机第10章微特电机控制信号消失后转子无“自转”现象是指：伺服电动机在控制信号为零时，能够自行停车。图10-16为普通驱动异步电动机一相绕组通电时的机械特性和两相绕组交流伺服电动机一相通电（即控制电压为零）且转子电阻较大时的机械特性。图10-15异步电动机的机械特性

10.2伺服电动机第10章微特电机与一般异步电动机相比，两相交流伺服电动机的转子电阻较大，因而其机械特性在整个调速范围内接近线性，且一相绕组通电（即控制电压为零）时转子无“自转”现象发生。图10-16两相交流异步电动机一相供电时的机械特性10.2伺服电动机第10章微特电机2.控制方式与运行特性在保持励磁电压不变的条件下，交流伺服电动机的控制方式有三种：幅值控制、相位控制及幅-相控制。1）幅值控制时的运行特性设控制绕组的外加电压为，其额定电压为，则有效信号系数可定义为：1）当时，相应的气隙合成磁势为圆形旋转磁势；2）当时，由于定子绕组仅励磁绕组一相供电，相应的气隙合成磁势为脉振磁势；3）当时，相应的气隙合成磁势为椭圆形旋转磁势。

10.2伺服电动机第10章微特电机为不同值时的机械特性曲线和采用幅值控制时交流伺服电动机的调节特性曲线如图10-18所示。图10-18交流伺服电动机幅值控制时的机械特性与调节特性10.2伺服电动机第10章微特电机（2）相位控制时的运行特性图10-19交流伺服电动机相位控制时的接线图

10.2伺服电动机第10章微特电机图10-17交流伺服电动机幅值控制时的接线图

10.2伺服电动机第10章微特电机设控制电压滞后与励磁电压的相位为，则定义为相位控制时的信号系数。1）当时，相应的气隙合成磁势为圆形旋转磁势；2）当时，相应的气隙合成磁势为脉振磁势；3）当时，气隙合成磁势为椭圆形旋转磁势，合成电磁转矩取决于椭圆度。交流伺服电动机采用相位控制时的机械特性曲线和调节特性曲线如图10-20所示。图10-20交流伺服电动机相位控制时的机械特性与调节特性10.2伺服电动机第10章微特电机（3）幅-相控制时的运行特性交流伺服电动机采用幅-相控制时的接线图、机械特性和调节特性如下图所示。图10-21交流伺服电动机幅-相控制时的接线图图10-22交流伺服电动机幅-相控制时的机械特性与调节特性10.3力矩电动机第10章微特电机在控制要求高的系统中，需要一种力矩较大的伺服电机来直接拖动负载，这种电机就叫力矩电动机。力矩电动机是一种特殊的伺服电机，其转速低，转矩较大，勿需齿轮等减速机构减速，可以直接驱动负载低速运行，负载转速受控于控制电压信号。力矩电动机响应快，精度高，调节性能好，调速范围很大，它的机械特性和调节特性的线性度好，可以低速长期稳定可靠运行。力矩电动机分为直流力矩电动机和交流力矩电动机两大类。直流力矩电动机按总体结构形式不同可分为分装式和内装式两种。力矩电动机为能产生较大的转矩，通常把电机做成扁平式结构，外形轴向长度短，径向长度大，极数较多。直流力矩电动机一般做成多极永磁式，在设计直流力矩电动机时，尽量增加电枢槽数、串联导体数及换向片数。图10-23为典型永磁式直流力矩电动机的结构示意图。10.3力矩电动机第10章微特电机1—铜环2—定子3—电刷4—电枢绕组5—槽楔兼换向片6—转子图10-23典型永磁式直流力矩电动机的结构交流力矩电动机又分同步和异步两类，同步力矩电动机定子和转子都有许多槽(齿)，与步进电机类似；异步力矩电动机工作原理与普通交流伺服电动机相同，通常设计为多极，并尽量增加槽数。

10.4测速发电机第10章微特电机测速发电机是一种把机械转速按比例转换为电压信号的控制电机，可分为直流测速发电机和交流测速发电机两大类。10.4.1直流测速发电机直流测速发电机的工作原理与一般他励直流发电机相同，由励磁绕组通电产生恒定磁场，电枢绕组在外力拖动下切割磁力线感应电势，其大小为

空载时，即输出电压与转速成正比。负载后，若负载电阻为，则正、负电刷之间的输出电压为：整理得：10.4测速发电机第10章微特电机根据上式可以绘出一定负载电阻下直流测速发电机的输出特性曲线，如下图所示。

图10-24直流测速发电机的接线图图10-25直流测速发电机的输出特性

10.4测速发电机第10章微特电机交流测速发电机的定子采用空间互差90°的两相分布绕组组成。其中，一相绕组为激磁绕组，另一相为输出绕组。转子采用空心杯结构。为减小主磁路的磁阻，空心杯转子内部还有一个由硅钢片叠压而成的内定子作为定子铁心。图10-26为一台空心杯转子异步测速发电机的结构示意图。10.4.2交流测速发电机1—空心杯转子2—定子3—内定子4—机壳5—端盖图10-26空心杯转子异步测速发电机的结构示意图图10-27空心杯转子异步测速发电机的工作原理图10.5步进电动机第10章微特电机步进电动机，又称为脉冲电动机，可看作是一种特殊运行方式的小功率(微型)同步电动机，是数字控制系统中的一种执行元件。其作用是将电脉冲信号转换成直线位移或角位移。电脉冲由专用驱动电源供给，每输入一个脉冲，步进电动机就前进一步，故称之为步进电动机。步进电动机角位移量或转速与电脉冲数或频率成正比。步进电动机的种类很多，主要有反应式步进电动机、永磁式步进电动机、动机和平面步进电动机等。10.5步进电动机第10章微特电机在自动控制系统中，对步进电动机的基本要求是：1）步进电动机在电脉冲的控制下能迅速启动、正反转、停转及在很宽的范围内进行转速调节。2）为了提高精度，要求一个脉冲对应的位移量小，并要准确、均匀。3）动作快速——即不仅启动、停步、反转快，并能连续高速运转以提高劳动生产率。4）输出转矩大，可直接带动负载。目前反应式步进电动机具省步距角小、结构简单等特点。10.5步进电动机第10章微特电机单段三相反应式步进电动机的结构分成定子和转子两大部分，如下图所示。定、转子铁心由软磁材料或硅钢片叠成凸极结构，定、转子磁极上均有小齿，定、转子的齿数相等。定子磁极上套有星形连接的三相控制绕组，每两个相对的磁极为一相，转子上没有绕组。转子用软成材料制成，也是凸极结构。10.5.1反应式步进电动机的基本结构图10-28三相反应式步进电动机模型示意图

10.5步进电动机第10章微特电机单段三相反应式步进电动机的工作原理如下图所示。由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，这就是反应式步进电动机旋转的原理。10.5.2反应式步进电动机的工作原理（a）A相通电（b）B相通电（c）C相通电图10-29反应式步进电动机的工作原理图10.5步进电动机第10章微特电机当A相绕组通电时，气隙中生成以A-A为轴线的磁场。在磁阻转矩的作用下，转子转到使1、3两转子齿与磁极A-A对齐的位置上。如果A相绕组不断电，1、3两转子齿就一直被磁极A-A吸引住而不改变其位置，即转子具有自锁能力。当A相绕组断电、B绕组通电时，气隙中生成以B-B为轴线的磁场。在磁阻转矩的作用下，转子又会转动，使距离磁极B-B最近的2、4两转子齿转到与磁极B-B对齐的位置上。转子转过的角度为式中——步距角，即控制绕组改变一次通电状态后转子转过的角度N——拍数，即通电状态循环一周需要改变的次数

Zr——转子齿数同理，B相绕组断电，C相绕组通电时，转子又转过30°。10.5步进电动机第10章微特电机以上通电方式中，通电状态循环一周需要改变三次，每次只有单独一相控制绕组通电，称之为三相单三拍运行方式。由于单独一相控制绕组通电时容易使转子在平衡位置附近来回摆动——振荡，会使运行不稳定，因此实际上很少采用三相单三拍的运行方式。此外，还有三相双三拍运行方式和三相六拍运行方式。三相双三拍运行方式的每个通电状态都有两相控制绕组同时通电，通电状态切换时总有一相绕组不断电，不会产生振荡。10.5步进电动机第10章微特电机三相六拍运行方式的通电顺序为其原理与单三拍、双三拍运行方式的原理相同。只是其通电状态循环一周需要改变的次数增加了一倍

，其步距角因此减为原来的一半。步进电动机的转速为式中NZr——转子旋转一周所需的脉冲数；f——脉冲频率。10.5步进电动机第10章微特电机3）最大突跳频率：在转子不失步的情况下，电动机能增加和减小的最大频率。4）步距差：理想的步矩角与实际的步矩角之差。5）输出转矩：电动机轴上的输出转矩的大小步进电动机的输出转矩与脉冲频率的函数关系称为矩频特性。10.6旋转变压器第10章微特电机无刷旋转变压器由旋转变压器的二次侧绕组为解算器的转子励磁绕组提供旋转激磁。通过解算器的两相定子绕组分别输出与转子角度的正、余弦成正比的电压信号。10.6.1工作原理1.正-余弦旋转变压器正-余弦旋转变压器因两个转子绕组的输出电压分别为转子转角的正、余弦函数而得名，其原理图如下图所示。图10-30有刷旋转变压器的电路原理图图10-31无刷式旋转变压器的电路原理图10.6旋转变压器第10章微特电机（1）空载运行分析当定子激磁绕组D外加交流电压时，绕组内便产生激磁电流，并在d轴上建立脉振磁势和气隙磁通。当为任意值时，由于气隙磁通与A、B两相绕组所匝链的磁通分别为和，因此在激磁绕组D、转子A和B绕组中所感应电势的有效值分别为：当转子A、B两相绕组空载时，其输出电压分别为：10.6旋转变压器第10章微特电机（2）负载运行分析

图10-32负载后的正-余弦旋转变压器根据图10-32，转子磁势可沿d轴和q轴分解为如下两个分量：要在气隙中建立新的脉振磁场，它所产生的磁通最大值为：10.6旋转变压器第10章微特电机与转子A、B两相绕组所匝链的磁通分别为和。它们在A、B两相绕组中所感应电势的有效值分别为：为了消除输出电压的畸变，可以在定子侧或转子侧进行补偿。图10-33为一种将定子绕组短接的定子侧补偿方案。图10-33带有定子侧补偿的正-余弦旋转变压器

10.6旋转变压器第10章微特电机2.线性旋转变压器输出电压与转子转角之间呈线性关系的旋转变压器称为线性旋转变压器。当转子逆时针转过角时，由于定子绕组Q的补偿作用，转子绕组B中的负载电流所产生的磁势对气隙磁场的影响较小。气隙磁通主要是由定子激磁绕组D所产生的直轴磁通。它在激磁绕组D、转子A和B绕组中所感应电势的有效值分别为、和。根据图10-34所假定的正方向，于是有：图10-34线性旋转变压器的原理电路图10.6旋转变压器第10章微特电机当负载阻抗较大时，输出电压为：根据上式绘出输出电压与转子转角之间的特性曲线如图10-35所示。图10-35线性旋转变压器的输出电压与转子转角之间的关系曲线10.7自整角机第10章微特电机自整角机是一种对角位移偏差具有自整步能力的控制电机。一般情况下，自整角机是成对使用的，一台作为发送机使用，另一台作为接收机使用。通过发送机将转角转换为电信号，然后再由接收机将电信号转变为转角或电信号输出，从而实现角度的远距离传输或转换。自整角机具有如下的结构特点：1）转子采用单相交流激磁绕组，嵌入到凸极或隐极式转子铁心中，并通过转子滑环和电刷引出；2）定子采用三相对称分布绕组（又称为整步绕组）。三相整步绕组接成星形，并通过出线端引出。自整角机整体上可以分为两类：一类是力矩式自整角机：其输出是转角；另一类是控制式自整角机：其输出是电压信号。10.7自整角机第10章微特电机1.失调角的概念将a1相整步绕组轴线与激磁绕组轴线之间的夹角作为转子的位置角。两自整角机转子位置角偏差称为失调角，即

。2.协调位置的概念当失调角为零（即两台自整角机转子位置角相同）时，各相整步绕组中的定子电流（又称为均衡电流）为零，相应的电磁转矩也为零，此时转子的位置称为协调位置。10.7.1力矩式自整角机图10-36力矩式自整角机的工作原理图10.7自整角机第10章微特电机3.整步转矩的概念与力矩式自整角机的工作原理当发送机转子逆时针转过一个角度后，两自整角机转子之间将存在一个失调角。于是，发送和接收机整步绕组中所感应的线电势将不再相等，两绕组之间便有均衡电流流过。均衡电流与两转子激磁绕组所建立的磁场相互作用便产生电磁转矩（又称为整步转矩）。整步转矩力图使失调角趋向于零。于是，接收机转子将跟随发送机转子转过角，从而使两转子的转角又保持一致，力矩式自整角机又重新达到新的协调位置。我们假定气隙磁密是按正弦分布的，其次忽略铁心饱和和整步绕组磁势对激磁磁势的影响。当发送机和接收机转子之间的位置角分别为和不等时，转子激磁磁场在定子各整步绕组内所感应变压器电势的有效值分别为：对于发送机10.7自整角机第10章微特电机对于接收机考虑到发送机和接收机均为星形连接的三相对称绕组，各相回路的合成电势分别为：设整步绕组每相的等效阻抗为，则定子各相绕组中的均衡电流为：10.7自整角机第10章微特电机三相整步绕组的电流在d轴和q轴上的分量分别为：对于发送机对于接收机图10-37为转子交轴、直轴磁场与定子交轴、直轴电流相互作用所产生电磁转矩的示意图。图10-37d、q轴磁场与d、q轴电流相互作用所产生的电磁转矩10.7自整角机第10章微特电机鉴于直轴磁势（或电流）较小，可以忽略不计，而转子激磁磁通主要集中在d轴上，即，因此整步转矩的大小可由下式给出：发送机和接收机的整步转矩分别为根据上式绘出静态整步转矩与失调角之间的关系曲线如图10-38所示。图10-38自整角机的静态整步转矩特性10.7自整角机第10章微特电机控制式自整角机的作用是将发送机转子轴上的转角转换为接收机转子绕组上的电压信号。在发送机定子绕组感应电势的作用下，接收机定子绕组中便有电流流过并产生磁势和磁通。所产生的磁通与接收机的转子绕组相匝联，并在接收机转子绕组中感应电势，最终输出电压。由于接收机是处于变压器运行状态，故接收机又称为自整角变压器。在自整角变压器中，取转子绕组轴线与a2相整步绕组轴线垂直的位置作为基准电气零位。相应的失调角为零，两转子处于协调位置，自整角变压器输出电压为零。若将发送机转子相对于整步绕组逆时针方向转过一个转角，自整角变压器转子将从基准零位逆时针方向转过一个转角，则相应的失调角为：

在发送机转子激磁绕组的磁势和磁场作用下，各相整步绕组中将感应变压器电势，其有效值分别为10.7.2控制式自整角机10.7自整角机第10章微特电机设发送机整步绕组中每相的等效电抗为，而自整角变压器整步绕组中每相的等效电抗为，则各整步绕组回路中的电流有效值分别为对于自整角变压器，考虑到其三相整步绕组中的电流与发送机中的电流大小相同，方向相反，故每相整步绕组所产生基波磁势的幅值分别为10.7自整角机第10章微特电机通常将整步绕组中的各相磁势按投影分解到直轴（或d轴）和交轴（或q轴）上。于是有整步绕组合成磁势的幅值为合成磁势与d轴之间的夹角为根据上式，绘出自整角变压器三相整步绕组的合成磁势的位置如图10-39所示。图10-39自整角变压器整步绕组合成磁势的空间位置10.7自整角机第10章微特电机自整角变压器三相整步绕组合成磁势的空间位置总是与发送机转子的实际空间位置相一致。图10-40为由控制式自整角机和伺服电机组成随动系统。图10-40由控制式自整角机和伺服电机组成的随动系统10.8直线电动机第10章微特电机直线电动机是一种能够直接输出直线运动的电动机。大体上可以分为直线直流电动机、直线异步电动机、直线同步电动机以及直线步进电动机。1—永久磁铁2—极靴3—铁芯4—磁轭5—磁通6—可动线圈图10-41直线直流电动机的结构示意图直线电动机包括框架式和音圈式两种主要结构形式，其中框架式又包括动圈式和动铁式两种结构。直线直流电动机的机械特性、调节特性以及动态特性的分析与第3章介绍的直流旋转电动机基本相同。只需用直线位移代替角位移、用力代替转矩即可。10.8.1直线直流电动机10.8直线电动机第10章微特电机直线异步电动机是从旋转式异步电动机演变而来的。当在直线异步电动机的初级三相绕组中通入三相对称电流时，则在初级和次极之间的气隙中便产生类似于旋转磁场的行波磁场，如下图所示。10.8.2直线异步电动机图10-42由旋转式异步电动机向直线电动机的演变过程1—初级2—次级3—行波磁场图10-43直线异步电动机的工作原理示意图10.8直线电动机第10章微特电机行波磁场的移动速度为同步速，为式中，为绕组节距(m)；为电源频率。为确保相对切割，动子的移动速度总是低于行波磁场的同步速，其差异可用转差率来表示，即：

动子的移动速度为：10.8.2直线异步电动机10.8直线电动机第10章微特电机10.8.2直线异步电动机图10-44具有长动子、短定子的扁平式结构直线异步电动机图10-45管形结构的直线异步电动机10.8直线电动机第10章微特电机直线步进电动机是一种将输入脉冲转变为步进式直线运动的电动机。其初级定子绕组每输入一个脉冲，动子则移动一直线步长。图10-46给出了一种混合式直线步进电动机的工作原理示意图。混合式直线步进电机是一种将脉冲信号转换成直线运动的数字脉冲电机，即使在开环条件下，无须直线位移传感器，也能够做到精确定位控制。10.8.3直线步进电动机图10-46混合式直线步进电动机的工作原理10.9开关磁阻电机第10章微特电机开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。主要有开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置检测器四部分组成。开关磁阻电机结构简单，性能优越，可靠性高，覆盖功率范围10W~5MW的各种高低速驱动调速系统。使的开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用。10.9开关磁阻电机第10章微特电机具体特点如下：1）其结构简单，价格便宜，电机的转子没有绕组和磁铁。2）电机转子无永磁体，允许较高的温升。由于绕组均在定子上，电机容易冷却。效率高，损耗小。3）转矩方向与电流方向无关，只需单方相绕组电流，每相一个功率开关，功率电路简单可靠。4）转子上没有电刷结构坚固，适用于高速驱动。5）转子的转动惯量小，有较高转矩惯量比。6）调速范围宽，控制灵活，易于实现各种再生制动能力。7）并具频繁启动（1000次／小时），正向反向运转的特殊场合使用。10.9开关磁阻电机第10章微特电机具体特点如下：8）且启动电流小，启动转矩大，低速时更为突出。9）电机的绕组电流方向为单方向，电力控制电路简单，具有较高的经济性和可靠性。10）可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。

10.10无刷直流电动机第10章微特电机无刷直流电机即是以电子方式控制交流电换相，得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。从目前直流电机的发展趋势来看，直流有刷电机逐步被淘汰，无刷直流电机成为直流电机的主流。10.10.1无刷直流电动机简介直流无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响：。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率f就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。10.10无刷直流电动机第10章微特电机无刷直流电动机是一种无级变速电机，它由一台同步电机和一组逆变桥所组成。无刷直流电动机的构造一般是内藏检测转子位置用的磁气元件（霍尔IC）或光学编码器。由此位置传感器向驱动电路发出信号。电动机线圈是3相星形结线。此外，转子使用永久磁钢。图10-47无刷直流电机的结构

10.10无刷直流电动机第10章微特电机