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1、2023/10/2,1,控制电机的主要作用不是进行能量转换，而是用来完成信息的传递和变换。,控制电机的主要特点：,具有良好的可控性 具有快速的响应能力 精确度要高，误差要小,控制电机在自动控制系统中的职能可分为测量元件、放大元件、执行元件和校正元件四类。,控制电机与功率电动机的区别：,2023/10/2,2,伺服电动机（执行元件）执行电动机，其功能是将电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。,2023/10/2,3,6.1 交流伺服电动机,交流伺服电动机的接线图,定子上装有两个在空间相差90度的绕组:励磁绕组WF和控制绕组WC。这两套绕组分别由两个不同的交流电源供电。,定子：,6.1.1
2、 两相交流伺服电动机的结构,交流伺服电动机实质上是一个两相异步电动机。,运行时，励磁绕组始终加上一定的交流励磁电压Uf，控制绕组则加上控制信号电压Uc。,2023/10/2,4,杯型转子伺服电动机结构图,(1)鼠笼型转子交流伺服电动机的结构与普通笼型异步电动机相同；多应用于小功率自动控制系统中。(2)空心杯型转子交流伺服电动机的结构如右图所示。多用于要求低速运行平滑的系统中。,转子：分为鼠笼型和杯型两种。,6.1.1 两相交流伺服电动机的结构,2023/10/2,5,6.1.2 基本工作原理,交流伺服电动机的工作原理与电容分相式单相异步电动机相似。,交流伺服电动机接线,伺服电动机在控制信号消失
3、后仍继续旋转的失控现象称为“自转”。“自转”的原因是什么？怎么样消除“自转”这种失控现象呢？,2023/10/2,6,6.1.3 消除自转现象的措施,对应于不同转子电阻r2的n=f(T)曲线,Uc=0时交流伺服电动机的n=f(T)曲线,2023/10/2,7,Uc=0时交流伺服电动机的n=f(T)曲线,增大转子电阻r2，可使单相供电时合成电磁转矩在第二和第四象限，成为制动转矩，不仅可以消除“自转”现象，还可以扩大交流伺服电动机的稳定运行范围。但转子电阻过大，会降低起动转矩，从而影响快速响应性能。,消除“自转现象”的措施,2023/10/2,8,6.1.4 交流伺服电动机的特性与应用,交流伺服电
4、动机的控制方法有三种：幅值控制、相位控制、幅值-相位控制。,幅值控制电路原理图,不同控制电压下的机械特性,2023/10/2,9,通过改变R的大小，即改变控制电压Uc的大小；在一定负载转矩下，控制电压越高，转差率越小，电动机的转速就越高；维持Uf与Uc相位差为90度，利用改变控制电压幅值大小来改变转速的方法，称为幅值控制方法。实质都是利用改变正、反向旋转磁势的大小，以改变T+和T-的大小，借此改变合成转矩的大小来达到改变电动机运行速度的目的。,不同控制电压下的机械特性,2023/10/2,10,应用举例,利用控制电压Uc的有无来进行启动、停止控制；利用改变电压的幅值（或相位）大小来调节转速的高
5、低；利用改变Uc的极性来改变电动机转向。,交流伺服电动机典型应用方框图,交流伺服电动机结构简单、运行可靠、维护方便、转动惯量小，它广泛应用于功率较小的控制系统中。,2023/10/2,11,交流伺服电机,2023/10/2,12,2023/10/2,13,6.2 直流伺服电动机,直流伺服电动机能将直流信号电压转换成转轴上的角位移或角速度，以完成一定的控制任务。,直流伺服电动机电枢控制线路图,2023/10/2,14,直流伺服电动机机械特性曲线,可见，在一定负载转矩下，当磁通不变时，如果降低电枢电压Uc，电动机的转速就会下降，当Uc=0时，电动机立即停止，无自转现象。,直流伺服电动机的机械特性公
6、式与他励直流电动机机械特性公式相同，即,2023/10/2,15,直流伺服电动机,2023/10/2,16,6.3 力矩电动机一种能和负载直接连接，能够长期处于启动（堵转）状态下工作的低转速、大转矩的执行电机。它可分为交流和直流。,永磁式直流力矩电动机的结构特点:扁平状；主要采用永磁式电枢控制方式。,直流力矩电动机的应用:卫星天线驱动;雷达天线驱动;数控机床驱动;X-Y纪录仪传动。,2023/10/2,17,力矩电动机,2023/10/2,18,6.4 小功率同步电动机小功率同步电动机为连续运转的同步电动机，用于传动及执行元件。,小功率同步电动机的结构：定子与异步电动机基本相同，有三相或单相之
7、分，转子有永磁式、磁阻式和磁滞式之分。工作原理：与一般同步电动机基本相同。应用场合：永磁式的可用于高速或低速的自动装置中；磁阻式电磁减速同步电动机常用于低速的场合；小功率同步电动机广泛应用于仪器、仪表及无线电设备中。,2023/10/2,19,6.5 测速发电机,测速发电机是一种将转速信号变换成电信号的元件，它的输出电压与转速成正比。它分交流和直流两大类。,应用场合在自动控制系统和计算装置中应用甚广。,交流测速发电机主要是异步测速发电机，它的结构与交流伺服电动机基本相同，区别仅在于定子上有一个绕组是作为感应电势的输出绕组；直流测速发电机结构和工作原理则与普通直流发电机基本相同。,2023/10
8、/2,20,6.7 直线电动机,直线电动机是一种能直接将电能转换为直线运动的伺服驱动部件。,2023/10/2,21,直线异步电动机的结构：,旋转和直线异步电动机的结构比较,2023/10/2,22,平板型直线异步电动机,2023/10/2,23,直线异步电动机的工作原理,滑差率,2023/10/2,24,表明直线异步电动机的速度与电动机极距及电源频率成正比，因此，改变极距或电源频率都可以改变电动机的速度。,改变直线异步电动机初级绕组的通电相序，就可改变电动机运动的方向，使直线电动机作往复运动。,2023/10/2,25,不需要中间传动机构，结构简单，减少了振动和噪声；可实现快速起动和正反向运行；装配灵活；效率低，功率因数低，电源功率大，低速性能差。,直线电动机的特点：,应用：,门阀开启的驱动装置；机床工作台进给的驱动装置，此时，将一次侧固定在滑板上或床身上。,2023/10/2,26,直线电机,2023/10/2,27,
