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1、微特电机与系统课件,张 建 华,微特电机smallandspecialelectricmachinery体积小：机座外径毫米至几十毫米之间。容量小：输出功率一般在几十毫瓦至几百 瓦之间，目前的功率已达数十千瓦。用途、性能及环境条件要求特殊的电机。全称微型特种电机，简称微电机。常用于控制系统中，实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能，或用于传动机械负载，也可作为设备的交、直流电源。,已经成为现代工业自动化系统、现代军事装备和其它科技领域中不可缺少的重要元件，它的应用范围十分广泛。 用途 用于控制系统中，实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能； 用于传动机械负载；
2、作为设备的交、直流电源。,研究对象：微特电机作为一种执行元件，种类很多，本课程以控制系统中常用的控制电机为主要研究对象，包括伺服电动机、测速发电机、自整角机、旋转变压器和步进电动机等。,绪 论,一、控制电机的基本用途和分类二、对控制电机的基本要求三、控制电机的主要特点四、控制电机的发展概况,一、控制电机的基本用途和分类,用途：在自动控制系统和计算装置中分别作为执行 元 件、检测元件和解算元件。,区别：普通旋转电机着重于对起动和运行状态力能指 标的要求； 而控制电机则着重于特性的高精度 和快速响应。,传感器,转换元件,放大元件,执行元件,控制对象,校正元件,随动系统框图,应用：在雷达天线控制系统
3、中由自整角机和伺服结构 所组成的随动系统。,图0-1 雷达扫描示意图,图0-2 雷达天线和显示管的偏转线圈随动装置图,分类：第一类作信号元件 将机械转速、转角和转角差等转换成为电压信号。如：旋转变压器、交直流测速发电机、 自整角机、 感应同步器等。 第二类作功率元件 将电信号转换成轴上的角速度、线速度和角位移，并带动控制对象运动。因向控制对象输出机械功率。 如：伺服电动机、步进电动机、 力矩电动机 等。,微特电机门类繁多，大体可分为直流伺服电动机、交流伺服电动机、自整角电机、步进电动机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电动机、测速发电机、感应同步器、直线电机、压电电动机、力矩电动机、电机机组
4、、其他特种电机等13大类。,控制微电机产品,二、对控制电机的基本要求,要求：体积小、重量轻、耗电少；高可靠性：控制电机的工作可靠性对保证自动控制系统的正常工作极为重要。在宇宙航行系统、军事装备和一些现代化生产系统中，对所用控制电机的可靠性总是提出第一位的要求。无刷电机的可靠性比有刷电机好。,二、对控制电机的基本要求,高精度：在军事设备、无线电导航、无线电定位、位置指示、自动记录、远程控制、机床加工、自动控制等系统中，对精度要求越来越高，因而相应的这些系统中所使用的控制电机在精度方面也提出了更高的要求，有时它们的精度对系统起着决定性的作用。,二、对控制电机的基本要求,快速响应：由于自动控制系统中
5、主令信号变化很快，所以要求控制电机特别是功率元件能对信号做出快速响应。,三、控制电机的主要特点,设计特点 ：首先着眼于特性要求，其次才考虑力能指标 ；设计时需采取相应的补偿措施。工艺特点 ：保证定、转子的高同心度磁路的对称和电路的平衡。 试验特点 ：除了有共同性的试验项目外，还各有其专门的试验项目。,四、控制电机的发展概况,控制电机制造业，国外从20世纪30年代开始，我国在60年代前后才开始全面发展起来；我国是控制电机生产大国，但不是生产强国；控制电机发展迅猛，近十几年来，年生产增长率约为1020，超过了普通电机。,控制电机的发展趋势,提高精度提高可靠性和适应性 小型化 发展特殊用途和特殊性能
6、的控制电机 新原理、新结构电机的研制超声波电机；静电电机；光热电机等,压电电动机piezoelectricmotor 工作原理是利用压电体在电压作用下发生振动，驱动运动件旋转或作直线运动。压电电动机由运动件及振动件两部分组成，无绕组、磁体及绝缘结构。功率密度比普通电动机高得多，但输出功率则受到限制。,1981年，日本指田年生研制成超声波压电电动机(简称超声波电动机)，克服了传统压电电动机转换效率低和变位微小的缺陷，使压电电动机开始进入工业实用阶段。超声波电动机既可用作精密驱动机构的驱动元件，也可在速度和位置伺服系统中作执行元件。,如何学习“控制电机”这门课程学习和掌握主要控制电机的基本原理、分析方法、基本性能和使用方法。将各种电机联系起来，在分析与掌握一些共同规律的同时，注意每种电机所具有的特殊性。对于电气工程及其自动化、自动化等专业的学生来说，主要任务是正确使用控制电机，重点在于学习控制电机的特性和使用方法。,交、直流电机的工作原理交、直流电机的区别同步电机的工作原理同步电机与异步电机的区别变压器的工作原理变压器与感应电动机的异同,复习电机有关知识,
