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文档介绍

文档介绍:第10章控制电机
伺服电动机
测速发电机
自整角机(略)
步进电动机
自动控制的基本概念
第10章控制电机
教学要求:




前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的,其主要任务是能量的转换。
各种控制电机有各自的控制任务:
如: 伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱
动控制对象;测速发电机将转速转换为电压,并传
递到输入端作为反馈信号。步进电动机将脉冲信号
转换为角位移或线位移。
本章介绍的各种控制电机的主要任务是转换和
传递控制信号,能量的转换是次要的。
控制电机的种类很多,本章只讨论常用的几种:
伺服电机、测速电机、自整角机、步进电机。
对控制电机的主要要求:动作灵敏、准确、重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。
伺服电动机可分为两类:
伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度,驱动控制对象。
交流伺服电动机
直流伺服电动机
伺服电动机
伺服电动机可控性好,反应迅速。是自动控
制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。
交流伺服电动机
交流伺服电动机就是一台两相交流异步电机。它的定子上装有空间互差90的两个绕组:励磁绕组和控制绕组,其结构如图所示。
励磁绕组
控制绕组
杯形转子
内定子
交流伺服电动机结构图







控制信号
+

+

控制绕组
励磁绕组
+
+
+



1
励磁绕组串联电容C , 是为了产生两相旋转磁场。
适当选择电容的大小,可使通入两个绕组的电流相位差接近90,从而产生所需的旋转磁场。
交流伺服电动机的接线图和相量图
(a)接线图
1
(b) 相量图
工作时两个绕组中产生的电流和的相位差近于90º,因此便产生两相旋转磁场。在旋转磁场的作用下,转子便转动起来。
控制电压与电源电压频率相同,相位相同或反相。







控制信号
+

+

控制绕组
加在控制绕组上的控制电压反相时(保持励
磁电压不变),由于旋转磁场的旋转方向发生变
化,使电动机转子反转。
交流伺服电动机的特点:在电动机运行时如果控制电压变为零,电动机立即停转。
不同控制电压下的机械特性曲线
n=f(T), U1=常数
T
U2
U2
U2
U2
o
n
交流伺服电动机的机械特性如图所示。
在励磁电压不变的情况下,随着控制电压的
下降,特性曲线下移。在同一负载转矩作用时,
电动机转速随控制电压的下降而均匀减小。
-100 W,电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛,如用在各种自动控制、自动记录等系统中。
应用:
直流伺服电动机
直流伺服电动机的结构与直流电动机基本相
同。只是为减小转动惯量,电机做得细长一些。
直流伺服电动机的工作原理也与直流电动机
相同。
供电方式:他励供电。励磁绕组和电枢分别由两个独立的电源供电。
U1为励磁电压,
U2为电枢电压
M
U1
I1
I2
U2



U
+
+


直流伺服电动机的接线图