文档介绍：第4章控制电动机及其选择计算

交流伺服电动机及其控制
直线电动机
控制电动机选择与计算实例
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控制用电动机是电气伺服控制系统的动力部件。它是将电能转换为机械能的一种能量转换装置,由于它们的工作可在很宽的速度和负载范围内受到连续而精确的控制,因而在各种机电一体化系统中得到了广泛的应用。
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4-1伺服电动机控制方式的基本形式
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图4-2 执行元件的种类
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(1)电磁式执行元件能将电能转化成电磁力,并用电磁力驱动执行机构运动,如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。
(2)液压式执行元件先将电能变化成液体压力,并用电磁阀控制压力油的流向,从而使液压执行元件驱动执行机构运动。
(3)气压式执行元件与液压式执行元件的原理相同,只是介质由液体改为气体。
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一、步进电动机的结构与工作原理
步进电动机按其工作原理主要可分为磁电式和反应式两大类,三相反应式步进电动机的工作原理如图4-12所示,其中步进电动机的定子上有6个齿,其上分别缠有U、V、W三相绕组,构成三对磁极;转子上则均匀分布着4个齿。步进电动机采用直流电源供电。当U、V、W三相绕组轮流通电时,通过电磁力的吸引,步进电动机转子一步一步地旋转。
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图4-12 步进电动机运动原理图
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步进电动机绕组每次通断电使转子转过的角度称之为步距角。上述分析中的步进电动机步距角为30°。对于一个真实的步进电动机,为了减少每通电一次的转角,在转子和定子上开有很多定分的小齿。其中定子的三相绕组铁心间有一定角度的齿差,当U相定子小齿与转子小齿对正时,V相和W相定子上的齿则处于错开状态,如图4-13所示。真实步进电动机的工作原理与上同,只是步距角是小齿距夹角的1/3。
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图4-13 三相反应式步进电动机
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二、步进电动机的通电方式
如果步进电动机绕组的每一次通断电操作称为一拍,每拍中只有一相绕组通电,其余绕组断电,则这种通电方式称为单相通电方式。三相步进电动机的单相通电方式称为三相单三拍通电方式。
如果步进电动机通电循环的每拍中都有两相绕组通电,则这种通电方式称为双相通电方式。三相步进电动机采用双相通电方式时,称为三相双三拍通电方式。如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态,则这种通电方式称为单双相轮流通电方式。三相步进电动机采用单双相轮流通电方式时,每个通电循环中共有六拍,因而又称为三相六拍通电方式。
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