第8章 节 　控制电机 《电机学（少学时）》课件.pptx

电机学第8章　控制电机8.1　控制电机的特点和分类8.2　伺服电动机8.3　步进电动机8.4　测速发电机8.5　旋转变压器8.6　自整角机8.1　控制电机的特点和分类1.控制电机的特点2.控制电机的分类1.控制电机的特点(1)高可靠性　由于控制电机的可靠性，在很大程度上决定着整个控制系统的可靠性，所以控制电机在机械上应有较强的抗冲击能力、防爆或密封性好，尽可能做到无刷、无滑动触点，电磁干扰小、抗干扰能力强，噪声小。(2)高精度　由于控制电机的精度直接决定着整个系统的精度，为此要求在测量、信号传递或转换时，具有较高的分辨能力(对机械转角信号达到角秒级，线性位移信号达到微米级，对电气信号达到毫伏级)；各种特性具有良好的线性度；尽量小的静态和动态误差，能降低或消除环境温度、电源频率变化等因素对各种特性的影响。(3)高灵敏度　即具有快速的响应能力。1.控制电机的特点(4)耗能小、体积小、重量轻　许多自动控制系统常常对所用元件的重量和体积具有一定的限制，不能因为一台或几台控制电机的加入，影响或改变整个系统的工况。8.2　伺服电动机1.直流伺服电动机2.交流伺服电动机1.直流伺服电动机图8-1　直流伺服电动机1.直流伺服电动机1.直流伺服电动机1.直流伺服电动机1.直流伺服电动机1.直流伺服电动机图8-2　电枢控制时直流伺服电动机的机械特性和控制特性a)机械特性　　b)控制特性1.直流伺服电动机图8-3　信号系数从增大到时，电动机的机电瞬态过程a)控制电压的变化　　b)、和n的变化1.直流伺服电动机1.直流伺服电动机图8-4　空心杯形转子伺服电动机的结构示意图1.直流伺服电动机图8-5　无刷直流电动机原理图2.交流伺服电动机(1)幅值控制　保持激磁电压f 的幅值和相位不变，控制电压c的相位由移相器始终保持与f 成90°电角的相位差，用改变c的幅值来改变电动机的转速，其原理接线图如所示。(2)相位控制　保持激磁电压f 的相位和幅值不变，控制电压c的幅值不变，通过移相器用改变控制电压c与激磁电压f之间的相位差β来实现控制，如图8-8b所示。(3)电容控制　此时激磁绕组串联电容后接到电源，当改变控制电压的幅值时，激磁回路中的电流也将发生变化，导致电源电压在激磁绕组和电容器上的电压分配发生变化，使激磁电压的大小和它与控制电压之间的相位角同时发生变化，所以这种方法又称为幅值-相位控制，如图8-8c所示。2.交流伺服电动机(4)双相控制　采用移相器，使加在激磁和控制两个绕组上的电压和之间的相位角固定为90°电角度，激磁电压和控制电压的幅值保持，使不论控制电压为多大，；由控制电压的大小，使气隙磁场的幅值不同，以控制电机的转速，其原理接线图如图8-8d所示。2.交流伺服电动机图8-6　空心杯形转子交流伺服电动机的结构2.交流伺服电动机图8-7　不同椭圆度的气隙磁场下，电动机的-s曲线1—圆形旋转磁场时；2—椭圆形旋转磁场时；3—单相工作时2.交流伺服电动机图8-8　交流伺服电动机控制电路的原理接线图a)幅值控制　　b)相位控制　　c)电容控制　　d)双相控制2.交流伺服电动机图8-9　单相运行时伺服电动机的(s)曲线a)转子电阻较小时　b)转子电阻加大使=1时2.交流伺服电动机图8-10　交流伺服电动机的机械特性a)幅值控制　　b)相位控制　　c)电容控制2.交流伺服电动机图8-11　交流伺服电动机的控制特性a)幅值控制　　b)相位控制　　c)电容控制8.3　步进电动机(1)三相单三拍运行(2)三相双三拍运行(3)三相六拍运行8.3　步进电动机图8-12　三相反应式步进电动机a)A相通电时　　b)B相通电时(1)三相单三拍运行图8-13　定子三相、转子为4齿极的步进电动机a)A相通电时　　b)B相通电时(2)三相双三拍运行图8-14　图8-13中的步进电动机当AB两相同时通电时(3)三相六拍运行(3)三相六拍运行图8-15　小步距角反应式三相步进电动机(3)三相六拍运行图8-16　图8-15中定、转子齿的相对位置a)A相通电　　b)B相通电(3)三相六拍运行图8-17　转子为永磁式的步进电动机(3)三相六拍运行(3)三相六拍运行图8-18　步进电动机的矩角特性a)=f()　　b)从-π到π时电磁转矩的方向—定子1号齿；、、—转子1号、2号和Q号齿8.4　测速发电机1.直流测速发电机2.同步测速发电机和脉冲测速发电机3.交流异步测速发电机1.直流测速发电机工作原理　直流测速发电机实质是一台微型直流发电机。由他励直流发电机的原理可知，电枢电动势Ea为1.直流测速发电机图8-19　直流测速发电机1.直流测速发电机图8-20　不同的负载电阻时，直流测速发电机的理想输出特性(＞)1.直流测速发电机图8-21　直流测速发电机的实际