文档介绍：第12章 微控电机
微控电机由驱动微电机和控制电机构成,简称为微控电机。
普通旋转电机主要是进行能量变换,要求有较高的力能指标;而控制电机主要是对控制信号进行传递和变换,要求有较高的控制性能,如要求反应快、精度高、运行可靠等等。控制电机因其各种特殊的控制性能而常在自动控制系统中作为执行元件、检测元件和解算元件。
:用来拖动各种小型负载,功率一般都在750W以下,最小的不到1W,因此外形尺寸较小,相应的功率也小,本章主要介绍单相异步电动机,微型同步电动机。
2. 控制电机:在自动控制系统中对信号进行传递和变换,用做执行元件或信号元件,要求有较高的控制性能,如:反应快,精度高,运行可靠等等。主要介绍伺服电动机,步进电动机。
单相异步电动机
单相异步电动机具有结构简单、成本低、噪音小等优点。只需单相供电,使用方便,因此被广泛应用于工业和民用生活。
单相异步电动机有下面几种类型:
1)单相电阻分相起动异步电动机;
2)单相电容分相起动异步电动机;
3)单相电容运转异步电动机;
4)单相电容起动与运转异步电动机;
5)单相罩极式异步电动机。
一相定子绕组的机械特性
一相定子绕组产生的脉动磁通势F,可用正、反两个旋转磁通势合成而等效。
正转磁通势F+产生的电磁转矩为T+,反转磁通势F-产生的电磁转矩为T-。合成电磁转矩T。
T
n
s
n1
-n1
T+=f(s)
T-=f(s)
0
1)n=0,T=0,电机不能启动。
2)n>0,T>0,在第Ⅰ象限,拖动性转矩。在电机正转时,能继续保持正转。 n<0,T<0,在第Ⅲ象限,仍为拖动性转矩。电机反转时也能继续保持反转。
单相异步电动机可以运行,不能启动。
T=f(s)
两相定子绕组的机械特性
当主绕组预副绕组同时通入不同相位的两相交流电流时,一般产生椭圆旋转磁通势。F+F-。合成电磁转矩为T。
T+=f(s)
T
n
n1
-n1
T-=f(s)
0
T=f(s)
当n=0,T>0,电动机能启动。
若两个绕组相位差90o,且磁通势相等,合成磁通势就为圆形磁通势,机械特性与三相异步电动机的一样。启动转矩也比椭圆磁通势的大。
单相异步电动机启动的必要条件:定子具有空间不同相位的两个绕组;两相绕组通入不同相位的电流。
把工作绕组与启动绕组的电流相位分开称之为“分相”。
单相异步电动机的分类
定子上嵌放两个绕组,两个绕组接在同一单相电源上,副绕组中串一个离心开关。开关作用是当转速上升到80%的同步转速时,断开副绕组使电动机运行在只有主绕组工作。
1) 副绕组中串入适当电阻;2) 副绕组采用的导线比主绕组截面细,匝数比主绕组少。这样两相绕组阻抗就不同,促使通入两相绕组的电流相位不同,达到启动目的。
为了使起动时产生起动转矩,通常可取两种方法:
1. 单相电阻分相启动异步电动机
由于电阻分相起动时,电流的相位移较小,小于90°电角度,起动时,电动机的气隙中建立的椭圆形旋转磁场,因此电阻分相式异步电动机起动转矩较小。
单相电阻分相异步电动机的转向由气隙旋转磁场方向决定,若要改变电动机转向,只要把主绕组或副绕组中任何一个绕组电源接线对调,就能改变气隙磁场,达到改变转向目的。
2. 单相电容分相启动异步电动机
当副绕组中串联一个电容器和一个开关时,如果电容器容量选择适当,则可以在起动时通过副绕组的电流在时间和相位上超前主绕组电流90°电角,这样在起动时就可以得到一个接近圆形的旋转磁场,从而有较大起动转矩。电动机起动后转速达到75%~85%同步转速时副绕组通过开关自动断开,主绕组进入单独稳定运行状态。
3. 单相电容运转异步电动机
单相电容运转异步电动机实际上是一台两相异步电动机,其定子绕组产生的气隙磁场较接近圆形旋转磁场。因此,其运行性能较好,功率因数、过载能力比普通单相分相式异步电动机好。电容器容量选择较重要,对起动性能和影响较大。如果电容量大,则起动转矩大,而运行性能下降。反之,则起动转矩小,运行性能好。
综合以上因素,为了保证有较好运行性能,单相电容运转异步电动机的电容比同功率单相电容分相起动异步电动机电容容量要小。启动性能不如单相电容启动异步电动机。