电机与拖动技术项目化教程课件：特殊电机

特殊电机

伺服电机Servomotor交流伺服电机ACservomotorcontents目录直流伺服电动机DCservomotor

伺服电动机又称执行电动机，它能把接受的电压信号转换为电动机转轴上的机械角位移或角速度的变化。伺服电机实物图伺服电机实物分解图（1）宽广的调速范围，机械特性和调节特性均为线性。（2）快速响应性能好。（3）灵敏度要高。（4）

无自转现象。自动控制系统对伺服电动机的基本要求是：一、直流伺服电机

实质上就是一台他励直流电动机分类：直流有刷伺服电机直流无刷伺服电机（2）盘型电枢直流伺服电机（3）空心杯直流伺服电机（4）无槽直流伺服电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护。体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定，电机功率有局限做不大。（1）普通型直流伺服电机--分类与结构一、直流伺服电机--分类与结构

盘形电枢直流伺服电机结构图空心杯直流伺服电动机结构图

无槽直流伺服电动机结构图

一、直流伺服电机--分类与结构一、直流伺服电机直流伺服电动机的工作原理和普通直流电动机相同

电枢控制的原理图改变励磁电流控制的原理图直流伺服电动机的控制方式（1）改变电枢绕组端电压的控制（2）改变励磁电流的控制控制信号控制信号不变不变--控制方式一、直流伺服电机

（1）直流伺服电机的机械特性

--运行特性

运行特性：电枢电压

、转速

及电磁转矩

三者的关系机械特性与调节特性0.6Uk0.4Uk0.8Uk电动机反转：改变电枢电压的极性，电动机反转由机械特性可知：1)一定负载转矩下，当磁通

不变时，

TOUkn

2)Uk=0时，电机立即停转。一、直流伺服电机--运行特性

（2）直流伺服电机的调节特性

启动电压直线斜率直流伺服电机具有较好的调节特性二、交流伺服电机--工作原理二、交流伺服电机--控制方式交流伺服电机的控制方式有三种：幅值控制、相位控制和幅值-相位控制控制电压和励磁电压保持相位差90°，只改变控制电压幅值，这种控制方法称为幅值控制。2、相位控制1、幅值控制控制电压和励磁电压幅值均为额定值，通过改变控制电压和励磁电压相位差，实现对伺服电动机的控制，这种控制方法称为相位控制。

3、幅值-相位控制通过改变控制电压的幅值及控制电压与励磁电压的相位差控制伺服电机的转速，这种控制方法称为幅值-相位控制。移相器幅相控制的电路图结构简单，不需要移相器，实际应用比其他两种方法广泛谢谢！步进电机Steppingmotor步进电机的结构与分类contents目录步进电机简介步进电机的工作原理步进电机控制系统驱动器步进电机控制电脉冲步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲电信号变换为相应的角位移或是直线位移的电机。每来一个脉冲信号，电动机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。步进电机实物图步进电机结构分解图步进电机的简介步进电机的简介18步进电机的结构定子转子由硅钢片叠成，装上一定相数的控制绕组，由环行分配器送来的电脉冲对多相定子绕组轮流进行励磁。由用硅钢片叠成或用软磁性材料做成凸极结构。步进电机的分类特点：结构简单、成本低、步距角小、动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。特点：动态性能好、输出力矩大，但电机精度差，步矩角大。特点：输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。结构：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构：转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。结构：综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。反应式永磁式ABCNNSS混合式

步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。步进电机的分类三相单三拍（1）三相绕组联接方式：Y型（2）三相绕组中的通电顺序为：A相

B相

C相通电顺序也可以为：

A相

C相

B相

ABC定子转子步进电机的工作原理三相单双六拍绕组通电顺序为：A

AB

B

BC

C

CA

A

共六拍。CA'BB'C'A3412A相通电CA'BB'C'A3412A、B相同时通电CA'BB'C'A3412相通电六种通电状态三相六拍步距角15

步进电机的工作原理三相双六拍绕组通电顺序为：AB

BC

CA

AB

共三拍。三种通电状态三相双三拍步距角30

A、B相通电CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412B、C相通电C、A相通电3412AC'BA'CB'步进电机的工作原理定、转子为多齿结构转子40个齿定子6个磁极每个磁极上有5个齿转子的齿距等于360

/40=9

，齿宽、齿槽各4.5

。小步距角的步进电机A相断电、B相通电后，转子只需转过1/3个齿（3

），使B相转子、定子对齐。工作方式为三相单三拍，齿距角为3

。工作方式为三相单双六拍，齿距角为1.5

。m:一个周期的运行拍数Zr：转子齿数Zr=40,m=3时步距角步进电机的工作原理小步距角的步进电机运行指令变频信号脉冲分配功率放大步进电机驱动器控制器执行元件步进电机控制系统由控制器、驱动器和执行元件等三大部分组成。三.步进电机步进电机的控制系统发出的速度和方向指令自整角机Synchro

自整角机属于自动控制系统中的测位用微特电机。测位用微特电机包括：自整角机、旋转变压器、微型同步器、编码器等七类。自整角机若按使用要求不同可分为力矩式自整角机和控制式自整角机两大类。若按结构、原理的特点又将自整角机分为控制式、力矩式、霍尔式、多极式、固态式、无刷式、四线式等七种。而前两种是自整角机的最常用运行方式。自整角机的类型和用途自整角机一般成对或多台组合使用主要分类：力矩式自整角机控制式自整角机自整角机实物图基本结构：定子转子（凸极、隐极）力矩式自整角机的功用是直接达到转角随动的目的，即将机械角度变换为力矩输出，但无力矩放大作用，接收误差稍大，负载能力较差，其静态误差范围为0.5°～2°。因此，力矩式自整角机只适用于轻负载转矩及精度要求不太高的开环控制的伺服系统里。控制式自整角机的功用是作为角度和位置的检测元件，它可将机械角度转换为电信号或将角度的数字量转变为电压模拟量，而且精密程度较高，误差范围仅有3′～14′。因此，控制式自整角机用于精密的闭环控制的伺服系统中是很适宜的。无论自整角机作力矩式运行或者是控制式运行，每一种运行方式在自动控制系统中自整角机通常必须是两个(或两个以上)组合起来才能使用，不能单机使用。若成对使用的自整角机按力矩式运行时，其中有一个是力矩式发送机(国内代号为ZLF，国际代号为TX)，另一个则是力矩式接收机(国内代号为ZLJ，国际代号为TR)；而成双使用的自整角机按控制式运行时，其中必然有一个是控制式发送机(国内代号为ZKF，国际代号为CX)，另一个则是控制式变压器(国内代号为ZKB，国际代号为CT)。前述电机定子三相绕组为Y形接法，引出端符号分别为D1,D2,D3，转子单相绕组引出端用Z1和Z2表示。力矩式自整角机

磁势线性叠加力矩式自整角机

协调位置