電機傳動控制ppt課件

1、機電傳動，又稱電氣傳動、電力傳動、電力拖動。 機電傳動控制：以電動機驅動的生產機械為研究對象，研究各類電動機及其控制方法。 課程內容： 拖動電機與控制電機 接觸器與開關式控制系統(tǒng) 晶閘管與數(shù)字式控制系統(tǒng),第1章 概述,現(xiàn)代傳動技術的三大形式,機械傳動 流體傳動 電氣傳動,機械化機械技術 通過對原動力的傳遞與控制，獲取所需的運動(位移、速度、加速度)和動力(力、力矩) ，實現(xiàn)機械做功的技術,機械傳動的技術特征,電能熱能,原動機,機械能,機械傳動器,調速與換向 連鎖與制動 傳遞與變換,機械能,機械執(zhí)行器,齒輪齒條 蝸輪渦桿,絲桿螺母 帶輪鏈輪,凸輪連桿 支承導向,電動機 內燃機,液壓傳動的技術特征

2、,原動機,機械能,液壓控制回路,機械執(zhí)行器,控制閥門 輔助元件,液壓泵,電能 熱能,液壓能,液壓能,機械能,液壓缸和馬達,調速與換向 連鎖與制動 傳遞與變換,電動機 內燃機,電氣傳動的技術特征,控制電機,電子控制電路,微型計算機 單片機 可編程序控制器 接口模塊,電能,算術與邏輯運算 數(shù)模與模數(shù)轉換,控制信號,電力驅動電路,調速與換向 連鎖與制動,機械執(zhí)行器,電能,機械能,繼電器、接觸器 可控硅、晶閘管 功放、變頻模塊,步進電機 變頻電機 直流伺服電機 交流伺服電機,機電傳動控制技術發(fā)展概況,拖動方式： 成組拖動單電機拖動多電機拖動 控制方式： 開關量模擬量數(shù)字量 元件： 接觸器電機放大機晶閘

3、管、功率率晶體管 在機電一體化系統(tǒng)中的應用： CNC、MC、ROBOT、FMS、CAD/CAM、CIMS,課程結構,一、機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎 二、常用電機的工作原理及其特性： 1、拖動電機（直流電機、交流電機） 2、控制電機（控制信號的傳遞與轉換） 三、開關量（接觸器）控制系統(tǒng) 1、繼電器 2、可編程序控制器 四、模擬量控制系統(tǒng) 五、數(shù)字量（晶閘管）控制系統(tǒng) 1、電子電力技術與晶閘管電路 2、直流傳動控制系統(tǒng) 3、交流傳動控制系統(tǒng) 4、步進電機傳動控制系統(tǒng),第2章 電機傳動系統(tǒng)的動力學基礎,機電傳動系統(tǒng)的運動方程,TL為負載折算到電機輸出軸上的負載轉矩； TM為電機的輸出轉矩； J為整個傳

4、動裝置折算到電機輸出軸上的轉動慣量； 為電機的輸出轉速。 TM使轉速增加為正，稱拖動轉矩；使轉速下降為負，稱制動轉矩； TL使轉速增加為負，稱拖動轉矩；使轉速下降為正，稱制動轉矩,旋轉運動,轉動慣量與飛輪,TM與轉向相同為正； TL與轉向相反為正,飛輪轉矩,多軸傳動簡化為單軸傳動模型,將驅動力、動態(tài)慣性力、負載折算到一根軸上,驅動力矩、負載力矩的折算可按杠桿原理、虛位移原理、靜態(tài)下的能量守恒原理等方法折算,動態(tài)慣性力的折算可按動能守恒原則折算,負載轉矩TL的折算,在靜態(tài)下； 按功率守恒,考慮傳動效率,j為傳動比,轉動慣量的折算,按動能守恒折算,J i 為傳動裝置中的各個旋轉零件的轉動慣量 M

5、i 為傳動裝置中的各個直線運動零件的質量,可以折算到任意一個傳動環(huán)節(jié),機電傳動系統(tǒng)的運動方程,傳動比與執(zhí)行機構的加速度,生產機械的機械特性,負載轉矩與轉速之間的函數(shù)關系 1、恒轉矩機械特性：負載轉矩恒定。 反抗轉矩（摩擦轉矩）：由摩擦、非彈性體的壓縮、拉伸、扭轉等產生，例如切削力，其方向與運動方向n相反； 位能轉矩：由物體的重力、彈性體的壓縮、拉伸、扭轉等產生，例如吊重物，其方向與運動方向n無關,生產機械的機械特性,2、離心式通風機型機械特性： 負載轉矩與轉速的平方成正比。 3、直線型機械特性：負載轉矩與轉速成正比。 4、恒功率機械特性：負載轉矩與轉速成反比,機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件,1、電

6、動機和生產機械特性曲線有交點（平衡點）； 2、干擾負載的出現(xiàn)，必然造成平衡點的改變，但在干擾負載消失后，要求運行狀態(tài)要返回原平衡點,機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行判斷,干擾使轉速上升，應有TMTL,平衡點,畫水平線,作業(yè),2.7、2.8、2.11,電機及拖動基礎知識范疇,第3章 直流電動機的工作原理及特性 第4章 交流電動機的工作原理及特性 機電傳動系統(tǒng)的過渡過程 第5章 控制電機 交直流伺服控制電動機、力矩電動機 微型同步電動機、測速發(fā)電機/自整角機 步進電機、直線電動機 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,直流電機既可用作電動機，也可用作發(fā)電機。直流電機的構造較復雜，價格也比交流電動機昂貴，維護維修也較

7、困難。 近年來，由于變頻調速技術的發(fā)展，在中小功率的電動機調速領域中，交流電動機正逐步取代直流電動機。盡管如此，由于直流電動機具有轉速穩(wěn)定、便于大范圍平滑調速、起動轉矩較大等優(yōu)點，因此，廣泛用于要求進行平滑、穩(wěn)定、大范圍的調速或需靈活控制起動、制動的生產機械。 直流發(fā)電機主要用于直流電源，隨著晶閘管等整流設備的廣泛應用，直流發(fā)電機已逐漸被取代，但從電源的質量與可靠性來看，直流發(fā)電機仍有其優(yōu)點,第3章 直流電機的工作原理及特性,直流電機的基本結構和工作原理,直流電機的基本工作原理是建立在電磁感應和電磁力的基礎上的。見直流電機的基本構成圖。 它主要定子上的主磁極、換向極、機座、端蓋、軸承等，以及轉

8、子上的電樞（電樞鐵心+電樞繞組）、電刷及換向器(又稱整流子或轉換器)、風扇等構成。 主磁極用于產個主磁場。在永磁式直流電機中(一般為小功率的直流電機)，磁極采用永磁材料制成。充磁后即可產生恒定磁場。在他勵式直流電機中，磁極由沖壓的硅鋼片迭加而成，外繞勵磁線圈，由外加勵磁電流才能產生磁場。電樞繞組是產生感應電勢和電磁轉矩的關鍵部件。電樞繞組在換向器的配合下獲得或輸出極性不變的直流電源,直流電動機的基本構成,直流電動機的截面圖 1-主極；2-勵磁繞組；3-附加極；4附加極繞組； 5-極掌；6-極心；7-電樞；8-通份槽；9-電樞繞組；10-空氣隙；11-軛,電磁感應與電磁轉矩,電磁感應：導體在磁場

9、中運動時，導體兩端將會產生感應電勢E。（方向由右手定則確定,電磁轉矩：通以電流的導體在磁場中將會受到電磁力T的驅動。（方向由左手定則確定,直流發(fā)電機,直流發(fā)電機按勵磁方式分為：他勵、自勵發(fā)電機，自勵發(fā)電機分為并勵、串勵、復勵發(fā)電機。 他勵發(fā)電機,改變勵磁電流可獲得所需電壓。,空載特性磁化特性,外特性,勵磁電流與轉速不變，I與U的關系。,并勵發(fā)電機,1、磁極有剩磁； 2、勵磁方向與剩磁方向一致； 3、磁化曲線與感應電勢的電路特性有交點,電壓的建立,外特性,勵磁電流與轉速不變，I與U的關系。,復勵發(fā)電機,并勵發(fā)電機中，端電壓隨著負載電流的增加而下降。復勵發(fā)電機中，串勵繞組能自動增加磁通，一補償電壓

10、的下降。所以，復勵發(fā)電機在其正常的運行范圍內，其端電壓變化小,直流電動機的機械特性,他勵電動機的機械特性,他勵電動機原理電路圖,由于U與Uf同屬一個電源，且不考慮電源的內阻時，并勵電動機與他勵電動機的勵磁電流（或磁通）與電樞電流無關，所以他們的機械特性是一樣的,他勵/并勵電動機的機械特性,并勵電動機原理電路圖,機械特性硬度,無窮大：絕對硬度，如交流同步電動機的機械特性,10：硬特性，如直流他勵、交流異步電動機的機械特性,10：軟特性，如直流串勵、直流積復勵電動機的機械特性,電動機的固有機械特性,已知：PN、UN、IN、Nn，即可求得他勵電動機的機械特性。該特性為一條直線，過（0,no)和（TN

11、，nN）兩點,銅耗為總損耗的50%75,電動機的人為機械特性,人為機械特性：供電電樞電壓或磁通不是額定值、電樞電路內接外加電阻時的機械特性,電樞電路內接外加電阻,外加電阻越大，特性越軟,電動機的人為機械特性,改變電樞電壓的人為機械特性,電壓降低，空載轉速下降，轉速差不變,電動機的人為機械特性,改變磁通的人為機械特性,磁通降低，空載轉速與轉速差均增大，電磁轉矩下降,串勵電動機的機械特性,輕載時，磁通與電樞電壓成正比,重載時，磁路飽和、磁為常數(shù)，轉速隨負載增加直線下降,軟特性，啟動轉矩大，不容許空載。改變電源極性不能換向。換向需改變電樞或繞組接線極性,復勵電動機的機械特性,他勵繞組與串勵繞組（約3

12、0%）極性一致，同時具有他勵與串勵電動機的性質，有確定的空載轉速,直流他勵電動機的啟動特性,啟動時，轉速為0，反電動勢E=0，電機上電瞬間，啟動電流電流大：Ist=UN/Ra，啟動動態(tài)轉矩大，所以直流電機不允許直接啟動，應采取措施限制啟動電流，使其為額定電流的1.52倍。 措施：1、降壓啟動；2、在電樞回路串接外加電阻啟動,T1=(1.62)TN T2=(1.11.2)TN,直流他勵電動機的調速特性,在一定的負載條件下，人為地改變電動機的電路參數(shù)，以改變電動機的穩(wěn)定轉速。措施：1、改變電樞回路外串電阻 ；2、改變電樞電壓；3、改變主磁通,改變電樞回路外串電阻調速特性,機械特性軟，輕載荷下 調速

13、范圍小。 調速電阻損耗大。 啟動電阻不能當作調速電阻,直流他勵電動機的調速特性,改變電樞供電電壓的調速特性,改變主磁通的調速特性,在額定轉速以下平滑調節(jié)；機械特性硬度不變，調速穩(wěn)定；調速過程中電動機輸出轉矩不變，適合恒轉矩調速；調壓過程可用于啟動電機,在額定轉速以上調節(jié)；機械特性較軟，調速穩(wěn)定；調速過程中電樞電壓與電樞電流不變，適合恒功率調速；輸出轉矩隨主磁通減少而下降,直流他勵電動機的制動特性,電動機輸出制動轉矩（與旋轉方向相反），使生產機械快速停車,三種制動方法： 1、反饋制動：將機械能轉化為電能發(fā)電: nn0 2、反接制動：1）電源反接制動：改變電樞電壓極性； 2）倒拉反接制動：改變感應

14、電勢的極性； 3、能耗制動：將電樞電壓突然降為0，并將電樞通過一附加電阻短接，以消耗機械能轉換來的電能,兩種形式： 1、消耗位能，保持重物勻速運行； 2、消耗動能，使生產機械停車,電樞電壓突降時的反饋制動,轉速大于空載轉速時發(fā)電,電樞電壓極性突然反接,須串接電阻限流,輸出轉矩反向,反接制動,串接附加電阻時的倒拉制動,可調速，機械特性硬度小,倒拉制動,能耗制動,反抗轉矩,位能轉矩,不反向,勻速下降,小結,2、直流發(fā)電機的工作原理與外特性,1、電磁感應與電磁轉矩,3、直流電動機的工作原理與機械特性,4、直流電動機的啟動特性,5、直流電動機的調速特性,6、直流電動機的制動特性,習題： 3.3、 3.

15、4、3.9、3.10、3.13、3.15、3.18,第4章 交流電動機的工作原理及特性,交流電動機具有結構簡單、制造方便、價格低廉、堅固耐用、轉子慣量小、運行可靠等優(yōu)點。交流電動機有三相異步電機（感應電動機）和同步電機。 三相異步電機按照轉子的結構型式分為籠型異步電動機和繞線轉子異步電動機。 籠型異步電動機在工農業(yè)生產中得到了極其廣泛的應用。繞線式異步電動機因其轉子采用繞線方式，具有調速簡單的優(yōu)點，在吊車、卷揚機等中小設備中得到了廣泛的應用,異步電動機的結構及分類,三相異步電動機主要由定子、轉子兩大部分構成，定子與轉子之間有一定的氣隙。定子是靜止不動的部分，由定子鐵心、定子繞組和機座組成。轉子

16、是旋轉部分，由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成,三相異步電動機的結構圖 1-軸承蓋；2-端蓋；3-接線盒；4-散熱筋；5-定子鐵心；6-定子繞組； 7-轉軸；8-轉子；9-風扇；10-罩殼；11-軸承；12機座,籠型異步電動機的轉子繞組與定子繞組大不相同，它是在轉子鐵心槽里插入銅條。再將全部銅條焊接在兩個端銅環(huán)上，如果將轉子鐵心拿掉，則可看出，剩下來的繞組形狀象個籠子，如圖所示，因此叫籠型轉子。對于中小功率，多采用鋁離心澆鑄而成。 繞線式異步電動機的轉子繞組與定子繞組一樣，由線圈組成繞組放入轉子鐵心槽里，轉子可以通過電刷和集電環(huán)外串電阻以調節(jié)轉子電流的大小和相位的方式進行調速，如圖所示,三相異步電

17、動機的結構圖 a）籠型繞組；b）轉子外形,繞線式異步電動機定轉子繞組 及外加電阻的接線方式,異步電動機的工作原理,如圖所示。當定子接三相電源后，電動機內便形成圓形旋轉磁場。若轉子不轉，轉子籠型導條與旋轉磁場有相對運動，導條中有感應電動勢e，方向由右手定則確定。由于轉子導條彼此在端部短路，于是導條中有電流，不考慮電動勢與電流的相位差時。電流方向同電動勢方向。轉子受力，產生轉矩T，即為電磁轉矩，方向與旋轉磁場同方向，轉子便在該方向上旋轉起來,旋轉磁場的形成,對調任意兩根電源導線，磁場的旋轉方向將改變,磁場旋轉速度n=60f/p（p為磁極對數(shù)）： 一對磁極：n=60f；兩對磁極：n=30f,異步電動

18、機的銘牌數(shù)據(jù),銘牌是電動機的身份證，認識和了解電動機銘牌中有關技術參數(shù)的作用和意義，可以幫助我們正確地選擇、使用和維護它。圖示是我國使用最多的Y系列三相感應電動機銘牌的個實例,Y系列三相感應電動機銘牌,異步電動機型號,額定功率PN 指電動機在額定運行時軸上輸出的機械功率，單位為kW； 額定電壓UN指額定運行狀態(tài)下加在定子繞組上的線電壓單位為V； 額定電流IN指電動機在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時的線電流，單位為A； 額定頻率fN我國規(guī)定工業(yè)用電的頻率是50Hz，國外有些國家采用60Hz。 額定轉速nN指電動機定子加額定頻率的額定電壓，且軸端輸出額定功率時電動機的轉速，單位為rmin

19、?？梢愿鶕?jù)額定轉速與額定頻率計算出電動機的極數(shù)P和額定轉差率SN,噪聲值(LW) 指電動機在運行時的最大噪聲。一般電動機功率越大，磁極數(shù)越少，額定轉速越高，噪聲越大。 工作制式指電動機允許工作的方式，共有S1S10十種工作制。 絕緣等級 絕緣等級與電動機內部的絕緣材料有關。它與電動機允許工作的最高溫度有關，共分A、E、D、F、H五種等級。 連接方法 有如圖所示的Y/兩種方式。請注意有些電動機只能固定一種接法，有些電動機可以兩種切換工作。但是要注意工作電壓，防止錯誤接線燒壞電動機。高壓大、中型容量的異步電動機定子繞組常采用丫接線，只合三根引出線。對中、小容量低壓異步電動機,三相異步電動機的引出線

20、a) 出線端的排列 b) 丫連接 c) 連接,通常把定于三相繞組的六根出線頭都引出來。根據(jù)需要可接成Y型或型，如圖所示Y/降壓起動、起動過程用丫連接(KM1閉合，KM2斷開)，起動過程結束后切換為連接(KM2閉合，KM1斷開)。 防護等級 IP為防護代號，第一位數(shù)字(06)規(guī)定了電動機防護體的等級標準。第二位數(shù)字(08)規(guī)定了電動機防水的等級標淮。如IP00為無防護，數(shù)字越大，防護等級越高。 其他 對于繞線轉子電動機還必須標明轉子繞組接法、轉子額定電動勢及轉子額定電流有些還標明了電動機的轉子電阻，有些特殊電動機還標明了冷卻方式等,Y/降壓起動的接線圖,三相異步電動機的定子電路分析,電阻壓降與漏

21、磁阻抗較小，定子的反電勢約等于供電電壓,R1、X1較小,三相異步電動機的轉子電路分析,速差越大，轉子切割磁力線越快，轉子感應電勢越大，電流也越大,轉子電路的功率因數(shù),速差越大，轉子切割磁力線越快，轉子感應電勢越大，電流也越大,速差很小時,速差很大時： 為常數(shù),感抗的存在使電流滯后電壓一個相位該相位的余弦值稱為功率因數(shù),速差很小時,速差很大時,三相異步電動機的機械特性,在異步電動機中，電動機電磁轉矩T與轉差s的關系Tf(s)通常叫做T-s曲線。為了符合習慣畫法?？蓪-s曲線轉換成轉速n與轉矩T之間的關系曲線nf(T)，稱為異步電動機的機械特性。分為固有機械特性和人為機械特性,固有機械特性 異步

22、電動機在額定電壓和額定頻率下，用規(guī)定的接線方式，定子和轉子電路中不串聯(lián)任何電阻或電抗時的機械特性稱為固有(自然)機械特性，如圖所示。曲線1為電源正相序時的固有機械特性；曲線2為負相序時的曲線,電動機的固有機械特性,人為機械持性 異步電動機的機械特性除與電動機的參數(shù)有關外，還與外加定子電壓Ul、定子電源頻率f1、定子或者轉子電路中串入的電阻或電抗等有關，將這些參數(shù)人為地加以改變而獲得的機械特性稱為異步電動機的人為機械特性,改變定子電源電壓時的人為機械特性,定子電路串電阻的人為機械特性,最大轉矩較降壓大些,轉速升高，電阻壓降下降,改變電源頻率時人為機械特性,轉子電路外接電阻或電抗時的人為機械特性,

23、恒轉矩調頻調速,三相異步電動機的啟動特性,要求： 小的啟動電流和大的啟動轉矩 平滑、安全、功耗小。 方法： 直接啟動 降壓啟動：串電阻/星三角/自耦變壓器 （繞線式：啟動電阻/頻敏電阻,直接啟動,電阻或電抗器降壓啟動,定子串電阻：啟動轉矩小、能耗大 Y-降壓啟動 Y接線下的啟動電流 和啟動轉矩是接線下 的1/3。 4KW以上，380V額定 電壓， 接線的電動機 在電源電壓為380V時， 采用Y-降壓啟動,自耦變壓器降壓啟動,變壓啟動： 電機接線不變 供電電壓由變壓器副邊輸出 變壓器的變壓比可調80%、65%、50,繞線式異步電動機的啟動,串啟動電阻： 電阻逐步減小、限流啟動 頻敏電阻：三相電抗

24、器 轉子電流頻率越大、阻抗越大，電流越小。啟動電流平滑調節(jié)，功率因數(shù)小，用于啟動轉矩不大的場合,三相異步電動機的調速特性,1、調壓調速（定子串電阻、晶體管調壓） 調速范圍不大。 恒轉矩負載下，調速范圍不大 離心機型負載下，調速范圍稍大 2、轉子串電阻 有級調速、特性軟、低速下能耗大。 3、改變極對數(shù)調速：多速電機 4、變頻調速,三相異步電動機的制動特性,反饋制動 使電動機的轉速大于同步轉速，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，輸出轉矩為負。 1、位能轉矩下，附加電阻越大，穩(wěn)定轉速越高 2、突然降低同步轉速 反接制動 1、電源反接+定子串接電阻限流 2、倒拉制動：轉子串入電阻，使轉矩小于負載 能耗制動 斷開三相

25、交流電源，改接直流電源（固定磁場），此時轉子發(fā)電，并消耗在轉子電路中,單向異步電動機,單相異步電動機就是指用單相交流電源的異步電動機。單相異步電機的運行原理和三相異步電機基本相同，但有其自身的特點。單相異步電動機通常在定子上有兩相繞組，轉子是普通籠型的。根據(jù)定子兩個繞組在定子上的分布以及供電情況的不同，可以產生不同的起動待性和運行待性,相定子繞組通電時的機械特性 ： 單相異步電動機定子兩相繞組是主繞組m及副繞組a，它們一般是在空間上相差90電角度的兩個分布繞組，通電時產生空間正弦分布的空間磁通勢。首先分析只有一相繞組通電時的機械特性. 單相異步電機中，籠型轉子在正轉磁通勢或反轉磁通勢分別作用下

26、受的電磁轉矩T+或T-，與籠型轉子在三相異步電動機正向旋轉磁通勢(電源相序為正)或反向旋轉磁通勢(電源相序為負)分別作用下受的電磁轉矩是完全一樣的，T +f(s)與T-f(s)兩條轉矩特性如下圖所示,主繞組通電時的機械特性曲線,一相繞組產生交變脈動磁場： 可分解為兩個大小相等、轉向相反的旋轉磁場A、B。 轉子啟動后，如旋轉方向與A相同、與B相反，即：與A的速差小于1，與B的速差大于1，也就是：A磁場使轉子產生正的與轉向相同的轉矩，B磁場使轉子產生負的與轉向相反的轉矩，轉子于是加速旋轉起來,啟動轉矩為零,兩相繞組通電時的機械特性 ： 當單相異步電動機主繞組與副繞組同時通入不同相位的兩相交流電流時

27、,般情況下產生橢圓旋轉磁通勢F。一個橢圓旋轉磁通勢也可以分成兩個旋轉磁通勢,個是正轉磁通勢F+，一個是反轉磁通勢F-，F(xiàn)+F-?；\型轉子在F+作用下產生電磁轉矩T+，T+f(s)為正向轉矩特性。在F-作用下，產生電磁轉矩T-f(s)為反向轉矩特性。這樣合成轉矩特性Tf(s)，即機械特性為不過坐標原點的一條曲線。當T+T-時，電動機的Tf(s)、T+f(s)、T-f(s三條曲線如下圖所示,單相電容分相起動異步電動機接線圖和矢量圖,換向須變換電容的串聯(lián)位置,必須在轉子停止后換向、否則不能換向，轉子按原方向繼續(xù)旋轉,單相罩極式異步電動機的結構及矢量圖 短路環(huán)罩住磁極的一部分，在電磁感應作用下，使罩極

28、部分的磁通滯后未罩磁極的磁通,同步電動機的工作原理及特點,定子旋轉磁場+轉子永久磁鐵（直流勵磁） 機械特性硬 啟動： 轉子上繞線圈，啟動時線圈短接，原理與異步電機相同，同步電動機啟動； 轉速升高接近同步轉速后，繞組線圈斷開，接入直流勵磁電源，同步運行,作業(yè),5.6 5.8 5.9 5.11 5 .13 5.14,機電傳動系統(tǒng)的過渡過程,過渡過程：由一個穩(wěn)態(tài)運轉狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定運轉狀態(tài)的過程,過渡過程的原因是因為慣性： 1、機械慣性：使轉速不能突變； 2、電磁慣性：使電樞電流和勵磁磁通不能突變； 3、熱慣性：使溫度不能突變,機械慣性下的過渡過程,如過渡開始時參數(shù)為：ni、Ti、Ii，則有,機

29、電時間常數(shù),加快過渡過程的方法,提高加速度/減速度 1、減少轉動慣量：電機同軸運行、轉子做成細長軸。 2、增加動態(tài)轉矩： 1）粗短電樞，慣量隨大，但最大轉矩更大； 2）增加平均啟動電流。（增加啟動電阻的級數(shù),習題：2.14、 2.17,第五章 控制電機,交流伺服電動機 直流伺服電動機 力矩電動機 小功率同步電動機 測速發(fā)電機 自整角機 直線電動機,伺服電動機,伺服電動機把輸入的信號電壓變?yōu)檗D軸的角位移或角速度輸出，轉軸的轉向與轉速隨信號電壓的方向和大小而改變，并正能帶動一定大小的負載，在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，伺服電動機又稱為執(zhí)行電動機。 伺服電動機有直流和交流兩大類,交流伺服電動機,交流

30、伺服電動機就是兩相異步電動機，它的定子上有空間相差90電角度的兩相分布繞組，一相為勵磁繞組f，一相為控制繞組c，轉子為籠形。為了滿足信號電壓強時轉速高、信號電壓弱時轉速低這一要求，可以讓信號強時電機氣隙磁通勢接近圓形旋轉磁通勢，弱時橢圓度大接近脈振磁通勢就行。而對于要求信號電壓消失，即Uc0后，消除電動機自轉必須采用相應技術措施才能實現(xiàn),增加轉子電阻， 使UC=0時交流伺服電動機（單相運行）的機械特性出現(xiàn)倒拉制動，消除自轉現(xiàn)象,交流伺服電動機利用控制信號電壓Uc的大小和相位的變化，控制轉速隨之變化.改變Uc的大小與相位即實現(xiàn)對交流伺服電動機的控制，控制方法主要有三種： 幅值控制 相位控制 幅值

31、相位控制,交流伺服電動機帽值控制 (a)控制接線圖 (b) Ff最大瞬間,幅值控制時的機械特性與調節(jié)特性 (a)機械特性 (b) 調節(jié)特性,相位控制 幅值-相位控制,直流伺服電動機,流伺服電動機就是微型的他勵直流電動機，其約構與原理都與他勵直流電動機相同。按磁極的種類劃分為兩種：一種是永磁式直流伺服電動機，它的磁極是永久磁鐵；另種是電磁式直流伺服電動機，它的磁極是電磁鐵，磁極外面套著他勵勵磁繞組,直流伺服電動機的特件 a) 機械特性 b) 調節(jié)特性,力矩電動機,力矩電動機是一種把伺服電動機和驅動電動機結合而發(fā)展成的一種電動機，它輸出較大的轉矩，直接拖動負載運行，同時它又受控制信號電壓的直接控制

32、進行轉速調節(jié)。在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件,直流力矩電動機 a）分裝式 b）內裝式,微型同步電動機 ： 微型同步電動機與交流同步電動機一樣，轉子轉速恒為同步轉速n0，使用在轉速要求恒定的裝置中例如電唱機、錄音機、電視設備、電鐘、時間機構、記錄儀表裝置、陀螺儀等。 微型同步電動機的定子結構與異步電動機定子是一樣的，有單相的也有三相的，定子繞組通電后建立氣隙旋轉磁通勢。轉子的極數(shù)與定子極數(shù)相同，依據(jù)轉子不同的類型，微型同步電動機分成永磁式、反應式和磁滯式幾種,1. 永磁式微型同步電動機 ： 永磁式微型同步電動機的轉子是一個永久磁鐵，N、S極沿著圓周方向交替排列。當電動機運行時，定子產生轉速為n0的

33、旋轉磁通勢，轉子則以n0轉速隨之同步旋轉，下圖為永磁式微型同步電動機永磁轉子，（a）為永久磁鐵，（b）為起動繞組,永磁式微型同步電動機永磁轉子 （a）永久磁鐵 （b）起動繞組,2. 反應式微型同步電動機： 反應式微型同步電動機的轉子由鐵磁材料制成，其縱軸與橫軸方向的磁阻大小相差比較多，縱軸方向的磁阻最小，橫軸方向的磁阻最大，縱鈾與橫抽相差90空間電角度縱軸與定子磁極軸線夾角為，規(guī)定轉子縱軸逆時針方向領先定子磁極軸線時，為正,磁阻不對稱時的反應轉矩,反應式微型同步電動機轉子沖片 （a）外反應式（b）內反應式（c）內外反應式,3. 磁滯式同步電動機 ： 磁滯式同步電動機轉子由硬磁材料制造。硬磁材料的磁滯現(xiàn)象非常顯著，其磁滯回線寬，剩磁與矯頑力數(shù)值很大，反應出硬磁材料磁化時，阻礙磁分子運幼的相互間摩擦力甚大。鐵磁材料在交變磁化時，磁滯現(xiàn)象表現(xiàn)為B滯后于H個時間角。磁滯式同步電動機轉子，是處于旋轉磁化狀態(tài)，磁滯現(xiàn)象表現(xiàn)為鐵磁材料的磁通勢滯后于外磁通勢一個空間角,硬磁材料轉子的磁化,磁滯式電動機的轉子 （a）轉子結構（b