第7章_交流伺服電動機

1、第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 第第7章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.1 概述概述 7.2 交流伺服電動機結構特點和工作原理交流伺服電動機結構特點和工作原理 7.3 兩相繞組的圓形旋轉磁場兩相繞組的圓形旋轉磁場 7.4 圓形旋轉磁場作用下的運行分析圓形旋轉磁場作用下的運行分析 7.6 橢圓形旋轉磁場及其分析方法橢圓形旋轉磁場及其分析方法 7.7 幅值控制時的特性幅值控制時的特性7.8 移相方法和控制方式移相方法和控制方式7.10 交流伺服電動機的使用交流伺服電動機的使用7.11 主要性能指標和技術數(shù)據(jù)主要性能指標和技術數(shù)據(jù) 思考題與習題思考題與習題第第五五章章 交流伺服電動

2、機交流伺服電動機 7.1 概概 述述 功率從幾瓦到幾十瓦的交流伺服電動機在功率從幾瓦到幾十瓦的交流伺服電動機在小小功率隨動系統(tǒng)功率隨動系統(tǒng)中得到非常廣泛的應用。中得到非常廣泛的應用。 交流伺服電動機在自動控制系統(tǒng)中也常被用交流伺服電動機在自動控制系統(tǒng)中也常被用來作為執(zhí)行元件。來作為執(zhí)行元件。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 1交流伺服電動機；交流伺服電動機； 2減速齒輪；減速齒輪； 3機械負載軸機械負載軸圖7-1 交流伺服電動機的功用第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 由于交流伺服電動機在控制系統(tǒng)中主要作為執(zhí)行由于交流伺服電動機在控制系統(tǒng)中主要作為執(zhí)行元件，元件， 自動控制

3、系統(tǒng)對它提出的要求自動控制系統(tǒng)對它提出的要求主要有下列幾點：主要有下列幾點： (1) 轉速和轉向應方便地受控制信號的控制，轉速和轉向應方便地受控制信號的控制， 調速調速范圍要大；范圍要大； (2) 整個運行范圍內的特性應具有線性關系，整個運行范圍內的特性應具有線性關系， 保證保證運行的穩(wěn)定性；運行的穩(wěn)定性； (3) 當控制信號消除時，當控制信號消除時， 伺服電動機應立即停轉，伺服電動機應立即停轉， 也就是要求伺服電動機無也就是要求伺服電動機無“自轉自轉”現(xiàn)象；現(xiàn)象； (4) 控制功率要小，控制功率要小， 啟動轉矩應大；啟動轉矩應大； (5) 機電時間常數(shù)要小，機電時間常數(shù)要小， 始動電壓要低。

4、始動電壓要低。 當控制當控制信號變化時，信號變化時， 反應應快速靈敏。反應應快速靈敏。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.2 交流伺服電動機結構特點和工作原理交流伺服電動機結構特點和工作原理 交流伺服電動機的結構主要可分為兩大部分，交流伺服電動機的結構主要可分為兩大部分， 即即定子部分和轉子部分。定子部分和轉子部分。 其中定子的結構與旋轉變壓器其中定子的結構與旋轉變壓器的定子基本相同，的定子基本相同， 在定子鐵心中也安放著空間互成在定子鐵心中也安放著空間互成90電角度的兩相繞組電角度的兩相繞組， 如圖如圖7-2所示。所示。 其中其中l(wèi)1-l2稱為稱為勵磁繞組，勵磁繞組， k1-k

5、2稱為控制繞組，所以交流伺服電動機稱為控制繞組，所以交流伺服電動機是一種是一種兩相的交流電動機兩相的交流電動機。 圖7-2 7.2.1 交流伺服電動機基本結構及特點交流伺服電動機基本結構及特點第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 轉子的轉子的常用結構常用結構的有鼠籠形轉子和非磁的有鼠籠形轉子和非磁性杯形轉子。性杯形轉子。 鼠籠形轉子交流伺服電動機的結鼠籠形轉子交流伺服電動機的結構如圖構如圖7 - 3所示，所示， 它的轉子由轉軸、它的轉子由轉軸、 轉子鐵轉子鐵心和轉子繞組等組成。心和轉子繞組等組成。 如果去掉鐵心，如果去掉鐵心， 整個整個轉子繞組形成一鼠籠狀，轉子繞組形成一鼠籠狀， 如圖所

6、示，如圖所示， “鼠籠鼠籠轉子轉子”即由此得名。即由此得名。 鼠籠的材料有用銅的，鼠籠的材料有用銅的， 也有用鋁的也有用鋁的。 圖7-3第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 1定子繞組；定子繞組； 2定子鐵心；定子鐵心； 3鼠籠轉子鼠籠轉子 圖圖 7- 2 兩相繞組分布圖兩相繞組分布圖 返回第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖 7- 3鼠籠形轉子交流伺服電動機返回第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 鼠籠式轉子繞組 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 非磁性杯形轉子交流伺服電動機的結構如圖非磁性杯形轉子交流伺服電動機的結構如圖7 - 6所示。所示。 圖中圖中外定子

7、外定子與鼠籠形轉子伺服電動機的定子完與鼠籠形轉子伺服電動機的定子完全一樣，全一樣， 內定子內定子由環(huán)形鋼片疊成，由環(huán)形鋼片疊成， 通常內定子不放繞通常內定子不放繞組，組， 只是代替鼠籠轉子的鐵心，只是代替鼠籠轉子的鐵心， 作為電機磁路的一部作為電機磁路的一部分。分。 在內、在內、 外定子之間有細長的外定子之間有細長的空心轉子空心轉子裝在轉軸上，裝在轉軸上， 空心轉子作成杯子形狀，空心轉子作成杯子形狀， 所以又稱為所以又稱為空心杯形轉子空心杯形轉子。 空心杯由非磁性材料鋁或銅制成，空心杯由非磁性材料鋁或銅制成， 它的杯壁極薄，它的杯壁極薄， 一一般在般在0.3 mm左右。左右。 杯形轉子杯形轉子

8、套在內定子鐵心外，套在內定子鐵心外， 并通并通過轉軸可以在內、過轉軸可以在內、 外定子之間的氣隙中外定子之間的氣隙中自由轉動自由轉動， 而而內、內、 外定子是不動的外定子是不動的。 圖7-6第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 杯形轉子與鼠籠轉子從外表形狀來看是不一樣的。杯形轉子與鼠籠轉子從外表形狀來看是不一樣的。 但實際上，但實際上， 杯形轉子可以看作是鼠籠條數(shù)目非常多的、杯形轉子可以看作是鼠籠條數(shù)目非常多的、 條與條之間彼此緊靠在一起的鼠籠轉子，條與條之間彼此緊靠在一起的鼠籠轉子， 杯形轉子的杯形轉子的兩端也可看作由短路環(huán)相連接，兩端也可看作由短路環(huán)相連接， 如圖所示。如圖所示。 這

9、樣，這樣， 杯形轉子只是鼠籠轉子的一種特殊形式。杯形轉子只是鼠籠轉子的一種特殊形式。 從實質上看，杯形轉子與鼠籠轉子二者沒有什么從實質上看，杯形轉子與鼠籠轉子二者沒有什么差別，差別， 在電機中所起的作用也完全相同。在電機中所起的作用也完全相同。圖第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 1杯形轉子； 2外定子； 3內定子； 4機殼； 5端蓋 圖 7 - 6 杯形轉子伺服電動機 返回第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 杯形轉子與鼠籠轉子相似返回第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 與鼠籠形轉子相比較，與鼠籠形轉子相比較， 非磁性杯形轉子慣量小，非磁性杯形轉子慣量小， 軸承摩擦阻轉

10、矩小。軸承摩擦阻轉矩小。 由于它的轉子沒有齒和槽，由于它的轉子沒有齒和槽， 轉子轉子一般不會有抖動現(xiàn)象，一般不會有抖動現(xiàn)象， 運轉平穩(wěn)。運轉平穩(wěn)。 但是由于它內、但是由于它內、 外定子間氣隙較大外定子間氣隙較大(杯壁厚度加上杯壁兩邊的氣隙杯壁厚度加上杯壁兩邊的氣隙)， 所以勵磁電流就大，所以勵磁電流就大， 降低了電機的利用率；降低了電機的利用率； 另外，另外， 杯形轉子伺服電動機結構和制造工藝又比杯形轉子伺服電動機結構和制造工藝又比較復雜。較復雜。 因此，因此， 目前廣泛應用的是鼠籠形轉子伺服電目前廣泛應用的是鼠籠形轉子伺服電動機，動機， 只有在要求運轉非常平穩(wěn)的某些特殊場合下，只有在要求運轉

11、非常平穩(wěn)的某些特殊場合下， 才采用非磁性杯形轉子伺服電動機才采用非磁性杯形轉子伺服電動機。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖 7 - 8 電氣原理圖 交流伺服電動機使用時，交流伺服電動機使用時， 勵磁繞組兩端施加恒定的勵磁電勵磁繞組兩端施加恒定的勵磁電壓壓Uf， 控制繞組兩端施加控制控制繞組兩端施加控制電壓電壓Uk， 如圖如圖7 -8所示。所示。 無控無控制信號（控制電壓）時，只有勵制信號（控制電壓）時，只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉子不磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉子不能轉動。當定子控制繞組加上電能轉動。當定子控制繞組加上電壓后，壓后， 伺服電動機就會很快轉伺服電動機就會很快轉動起來，

12、動起來， 將電信號轉換成轉軸將電信號轉換成轉軸的機械轉動。的機械轉動。返回 7.2.2 交流伺服電動機的工作原理交流伺服電動機的工作原理第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.3 兩相繞組的圓形旋轉磁場兩相繞組的圓形旋轉磁場 假定勵磁繞組有效匝數(shù)假定勵磁繞組有效匝數(shù)Nf與控制繞組有效匝數(shù)與控制繞組有效匝數(shù)Nk相等。相等。 這種在空間上互差這種在空間上互差90電角度，電角度， 有效匝數(shù)又相有效匝數(shù)又相等的兩個繞組稱為等的兩個繞組稱為對稱兩相繞組對稱兩相繞組。 同時，同時， 又假定通入又假定通入勵磁繞組的電流勵磁繞組的電流 與通入控制繞組的電流與通入控制繞組的電流 相位上相位上彼此相差彼此

13、相差90， 幅值彼此相等，幅值彼此相等， 這樣的兩個電流稱為這樣的兩個電流稱為兩相對稱電流兩相對稱電流， kIfI第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 旋轉磁場小結旋轉磁場小結： (1) 單相繞組通入單相交流電后，單相繞組通入單相交流電后， 所產(chǎn)生的是一個脈振所產(chǎn)生的是一個脈振磁場。磁場。 (2) 圓形旋轉磁場的特點是：圓形旋轉磁場的特點是： 它的磁通密度在空間按正它的磁通密度在空間按正弦規(guī)律分布，弦規(guī)律分布， 其幅值不變并以恒定的速度在空間旋轉。其幅值不變并以恒定的速度在空間旋轉。 (3) 兩相對稱繞組通入兩相對稱電流就能產(chǎn)生圓形旋轉兩相對稱繞組通入兩相對稱電流就能產(chǎn)生圓形旋轉磁場；或

14、者說，磁場；或者說，空間上相夾空間上相夾90電角度，時間上彼此有電角度，時間上彼此有90相位差相位差，幅值又相等的兩個脈振磁場必然形成圓形旋，幅值又相等的兩個脈振磁場必然形成圓形旋轉磁場。轉磁場。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 (5) 旋轉磁場的轉速稱為同步速，旋轉磁場的轉速稱為同步速， 只與電機極數(shù)和只與電機極數(shù)和電源頻率有關，電源頻率有關， 其關系為其關系為min)/(60)/(rpfsrpfns (4) 旋轉磁場的轉向是從電流超前相的繞組軸線轉旋轉磁場的轉向是從電流超前相的繞組軸線轉到電流落后相的繞組軸線。把兩相繞組中任意一相繞組到電流落后相的繞組軸線。把兩相繞組中任意一相

15、繞組上所加的電壓反相，上所加的電壓反相， 就可以改變旋轉磁場的轉向。就可以改變旋轉磁場的轉向。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.4 交流伺服電動機的運行交流伺服電動機的運行 交流伺服電動機轉子跟著旋轉磁場轉動時的轉速交流伺服電動機轉子跟著旋轉磁場轉動時的轉速n總是低于旋轉磁場的同步轉速總是低于旋轉磁場的同步轉速ns。轉子轉速與同步速。轉子轉速與同步速之差，之差， 也就是轉子導體切割磁場的相對速率為也就是轉子導體切割磁場的相對速率為 n=ns-n (7 - 6)轉速和轉差率轉速和轉差率轉差率轉差率sssnnnnns（7 - 7）第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 交流伺服

16、電動機轉速總是低于旋轉磁場的同步速，交流伺服電動機轉速總是低于旋轉磁場的同步速， 而且隨著負載阻轉矩值的變化而變化，而且隨著負載阻轉矩值的變化而變化， 因此因此交流伺服交流伺服電動機又稱為兩相異步伺服電動機電動機又稱為兩相異步伺服電動機。 所謂所謂“異步異步”， 就是指電機轉速與同步速有差異。就是指電機轉速與同步速有差異。 勵磁繞組、控制繞組和轉子磁繞的感應電勢：勵磁繞組、控制繞組和轉子磁繞的感應電勢： Ef=4.44fWf kwf (7 - 19) Ek=4.44fWk kwk (7 - 20) ER=4.44fWR kwR (7 - 21) 式中，式中，Wf、Wk、WR分別是各繞組有效匝數(shù)

17、（鼠籠轉子分別是各繞組有效匝數(shù)（鼠籠轉子繞組的有效匝數(shù)繞組的有效匝數(shù)W WR R=1/2=1/2）。）。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 要得到圓形旋轉磁場，要得到圓形旋轉磁場， 加在勵磁繞組和控制繞組加在勵磁繞組和控制繞組上的電壓應符合怎樣條件呢上的電壓應符合怎樣條件呢? 分兩種情況來說：分兩種情況來說： (1) 當勵磁繞組有效匝數(shù)當勵磁繞組有效匝數(shù)Nf和控制繞組有效匝數(shù)和控制繞組有效匝數(shù)Nk相等，相等， 即即Nf=Nk時，時， 定子繞組為對稱兩相繞組，定子繞組為對稱兩相繞組， 產(chǎn)生產(chǎn)生圓形磁場的定子電流必須是兩相對稱電流，圓形磁場的定子電流必須是兩相對稱電流， 即即兩相電兩相電流

18、幅值相等，流幅值相等， 相位相差相位相差90。7.4.3 圓形旋轉磁場時的定子繞組電壓圓形旋轉磁場時的定子繞組電壓 當兩相繞組匝數(shù)相等時，為得到圓形旋轉當兩相繞組匝數(shù)相等時，為得到圓形旋轉磁場，要求兩相電壓值相等，相位差成磁場，要求兩相電壓值相等，相位差成90，這樣的，這樣的兩個電壓稱為兩個電壓稱為兩相對稱電壓兩相對稱電壓。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 (2) 當兩相繞組匝數(shù)不等時，當兩相繞組匝數(shù)不等時， 設設Wf /Wk=k， 此時此時為得到圓形旋轉磁場，為得到圓形旋轉磁場， 兩相電流幅值不等，且應與繞兩相電流幅值不等，且應與繞組匝數(shù)成反比，組匝數(shù)成反比， 相位仍差相位仍差9

19、0。 (7 - 4) 當兩相繞組匝數(shù)不等時，為得到圓形旋轉當兩相繞組匝數(shù)不等時，為得到圓形旋轉磁場，要求兩相電壓的相位差是磁場，要求兩相電壓的相位差是90，其值應與匝數(shù)，其值應與匝數(shù)成正比，這樣的兩個電壓稱為成正比，這樣的兩個電壓稱為兩相對稱電壓兩相對稱電壓。 kWWUUIIkffnknfk第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.4.4 轉矩及機械特性轉矩及機械特性1 1、電磁轉矩的表達式、電磁轉矩的表達式)(42222sRXfWRUpWZTRRsfRfRR（7-69）2 2、機械特性、機械特性 對于伺服電動機來說，對于伺服電動機來說， 必須具有下垂的機械特性，必須具有下垂的機械特性，

20、 才能保證伺服電動機在整個運行范圍工作的穩(wěn)定。才能保證伺服電動機在整個運行范圍工作的穩(wěn)定。分析機械特性的穩(wěn)定和不穩(wěn)定運行區(qū)？分析機械特性的穩(wěn)定和不穩(wěn)定運行區(qū)？ 現(xiàn)在來分析圖現(xiàn)在來分析圖7-28所示的凸形的機械特性。所示的凸形的機械特性。 機械特機械特性以峰值為界可分成兩段，即上升段性以峰值為界可分成兩段，即上升段ah和下降段和下降段hf。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖圖 7 - 27 不同轉子電阻的機械特性不同轉子電阻的機械特性(RR4 RR3 RR2 RR1 )返回第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖圖 7 - 28 穩(wěn)定區(qū)域和不穩(wěn)定區(qū)域穩(wěn)定區(qū)域和不穩(wěn)定區(qū)域 返回第

21、第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 假定電機帶動一個恒定負載，假定電機帶動一個恒定負載， 負載的阻轉矩為負載的阻轉矩為TL(包括電機本身的阻轉矩包括電機本身的阻轉矩)， 這時電機在下降段這時電機在下降段g點穩(wěn)點穩(wěn)定運轉。定運轉。 如果由于某種原因，如果由于某種原因， 負載的阻轉矩由負載的阻轉矩由TL突然突然增加到增加到TL， 這樣這樣電動機的轉矩小于負載阻轉矩電動機的轉矩小于負載阻轉矩， 電電機就要減速，機就要減速， 轉差率轉差率s就要增大，就要增大， 這時電動機的轉矩這時電動機的轉矩也要隨著增大，也要隨著增大， 一直增加到等于一直增加到等于TL， 與負載與負載的阻轉的阻轉矩相平衡為止，

22、矩相平衡為止， 這樣電機在這樣電機在g點又穩(wěn)定地運轉。點又穩(wěn)定地運轉。 圖7-28第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 如果如果電動機運行在特性上升段電動機運行在特性上升段ah。 假定電動機在假定電動機在b點運行，點運行， 當負載阻轉矩突然增加時，當負載阻轉矩突然增加時， 電動機轉速就要下電動機轉速就要下降降。 從圖中可以看出，從圖中可以看出， 在在b點運行時，點運行時， 如轉速下降，如轉速下降， 則則電動機轉矩要減小電動機轉矩要減小， 造成造成電機轉矩更小于負載阻轉矩電機轉矩更小于負載阻轉矩， 結果電動機轉速一直下降，結果電動機轉速一直下降， 直到停止為止。直到停止為止。 如果如果電機

23、在電機在b點運轉，點運轉， 而而負載阻轉矩突然下降負載阻轉矩突然下降， 那末電動機轉速就那末電動機轉速就要增加，轉速增加后電動機轉矩也隨之增大，要增加，轉速增加后電動機轉矩也隨之增大， 造成電機造成電機轉矩更大于負載阻轉矩，轉矩更大于負載阻轉矩， 結果電動機的轉速一直上升，結果電動機的轉速一直上升， 直到在穩(wěn)定區(qū)直到在穩(wěn)定區(qū)fh運轉于運轉于c點為止。點為止。 因此電動機在上升段因此電動機在上升段ah， 即在從即在從nm到到1的轉速范圍內運行時，的轉速范圍內運行時， 對負載來說運轉是不對負載來說運轉是不穩(wěn)定的，穩(wěn)定的， 叫作叫作不穩(wěn)定區(qū)。不穩(wěn)定區(qū)。 圖7-28第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服

24、電動機 結論結論： 對于一般負載對于一般負載(如恒定負載如恒定負載)只有在機械特性下降段，只有在機械特性下降段， 即導數(shù)即導數(shù)dTem/dn0處才是穩(wěn)定區(qū)，處才是穩(wěn)定區(qū)， 才能穩(wěn)定運行。才能穩(wěn)定運行。 所以，所以， 為了使伺服電動機在轉速從為了使伺服電動機在轉速從0ns的整個運行的整個運行范圍內都保證其工作穩(wěn)定性，范圍內都保證其工作穩(wěn)定性， 它的機械特性就它的機械特性就必須在轉必須在轉速從速從0ns的整個運行范圍內都是下垂的的整個運行范圍內都是下垂的， 如圖如圖7 - 29所示。所示。 顯然，顯然， 要具有這樣下垂的機械特性，交流伺服電動要具有這樣下垂的機械特性，交流伺服電動機要有足夠大的轉子

25、電阻，機要有足夠大的轉子電阻， 使臨界轉差率使臨界轉差率sm1。 圖7-29第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖圖7- 29伺服電動機的機械特性伺服電動機的機械特性返回第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 另外，另外， 從圖從圖7 - 27中幾條曲線形狀的比較還可看出，中幾條曲線形狀的比較還可看出， 轉子電阻越大，轉子電阻越大， 機械特性越接近直線機械特性越接近直線(如圖中特性如圖中特性3比比特性特性2、 1更接近直線更接近直線)， 使用中往往對伺服電動機的使用中往往對伺服電動機的機械特性非線性度有一定限制，機械特性非線性度有一定限制， 為了改善機械特性線為了改善機械特性線性度

26、，性度， 也必須提高轉子電阻。也必須提高轉子電阻。 所以，所以， 具有具有大的轉子大的轉子電阻電阻和和下垂的機械特性下垂的機械特性是交流伺服電動機的主要特點。是交流伺服電動機的主要特點。 圖7-27第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 為了表示伺服電動機的運行穩(wěn)定性，常引入阻尼系數(shù)為了表示伺服電動機的運行穩(wěn)定性，常引入阻尼系數(shù)的概念。下垂機械特性負的斜率的概念。下垂機械特性負的斜率( (即即 ) )表示了伺表示了伺服電動機內部具有一種粘性阻尼的特性，這種阻尼特性通服電動機內部具有一種粘性阻尼的特性，這種阻尼特性通常以阻尼系數(shù)常以阻尼系數(shù)D D來量度，用數(shù)學式表示為來量度，用數(shù)學式表示為d

27、ndTD55. 9阻尼系數(shù)的物理意義阻尼系數(shù)的物理意義 阻尼系數(shù)阻尼系數(shù)D D值越大，即機械特性上值越大，即機械特性上 值越大，值越大，表示負載轉矩的變化對轉速的影響很小，電機運行比較表示負載轉矩的變化對轉速的影響很小，電機運行比較平穩(wěn)平穩(wěn)。dndT0dndT第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.6 橢圓形旋轉磁場及其分析方法橢圓形旋轉磁場及其分析方法 交流伺服電動機在圓形旋轉磁場作用下的運行情交流伺服電動機在圓形旋轉磁場作用下的運行情況，況， 稱為電機處于稱為電機處于對稱運行狀態(tài)對稱運行狀態(tài)， 加在定子兩相繞組加在定子兩相繞組上的電壓都是額定值上的電壓都是額定值。 但這只是交流伺服

28、電動機運行中的一種特殊狀態(tài)，但這只是交流伺服電動機運行中的一種特殊狀態(tài)， 交流伺服電動機在系統(tǒng)中工作時，交流伺服電動機在系統(tǒng)中工作時， 為了對它的轉速進為了對它的轉速進行控制，行控制， 加在控制繞組上的控制電壓是在變化的，加在控制繞組上的控制電壓是在變化的， 經(jīng)經(jīng)常不等于其額定值，常不等于其額定值， 電機也經(jīng)常處于電機也經(jīng)常處于不對稱狀態(tài)不對稱狀態(tài)。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 由于交流伺服電動機在運行過程中由于交流伺服電動機在運行過程中控制電壓經(jīng)?？刂齐妷航?jīng)常在變化在變化， 因此兩相繞組所產(chǎn)生的磁勢幅值一般是不相因此兩相繞組所產(chǎn)生的磁勢幅值一般是不相等的，等的， 即即IkNkI

29、fNf， 這樣代表兩個脈振磁場的磁通密這樣代表兩個脈振磁場的磁通密度向量幅值也不相等，度向量幅值也不相等， 即即Bkm Bfm ， 而且通入兩個繞而且通入兩個繞組中的電流在時間上相位差也不總是組中的電流在時間上相位差也不總是90， 這時在電這時在電機中產(chǎn)生的是機中產(chǎn)生的是橢圓形的旋轉磁場橢圓形的旋轉磁場。 橢圓里，長軸為橢圓里，長軸為 , ,短軸為短軸為 ，令，令 為橢圓的短為橢圓的短長軸之比，則長軸之比，則 。 的值的值決定了磁場橢圓的程決定了磁場橢圓的程度度。隨著。隨著 值的減小，磁場的橢圓度增大。值的減小，磁場的橢圓度增大。fmBkmBafmkmBBa aa第第五五章章 交流伺服電動機交

30、流伺服電動機 圖圖 7 33 橢圓磁場橢圓磁場 返回第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 當當=1，圖形是個圓，圖形是個圓， 這時兩個繞組所產(chǎn)生的這時兩個繞組所產(chǎn)生的磁通密度向量幅值相等，磁通密度向量幅值相等， 產(chǎn)生產(chǎn)生圓形旋轉磁場圓形旋轉磁場； 當當=0， 圖形是條線，圖形是條線， 這時控制繞組中的電這時控制繞組中的電流為流為0， 電機是單相運行，電機是單相運行， 只有勵磁繞組產(chǎn)生磁只有勵磁繞組產(chǎn)生磁場，場， 這個磁場是這個磁場是單相脈振磁場單相脈振磁場， 是橢圓磁場的一是橢圓磁場的一種極限情況。種極限情況。 圖7-33 結論結論： 一個一個脈振磁場脈振磁場可用兩個幅值相等、可用兩個幅

31、值相等、 轉向相反的轉向相反的圓圓形旋轉磁場形旋轉磁場來代替，來代替， 這兩個圓形旋轉磁場的磁通密度這兩個圓形旋轉磁場的磁通密度向量都等于脈振磁通密度向量幅值之半，向量都等于脈振磁通密度向量幅值之半， 轉速等于脈轉速等于脈振磁通密度變化的頻率振磁通密度變化的頻率f。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.7 幅值控制時的特性幅值控制時的特性 7.7.1 有效信號系數(shù)有效信號系數(shù)e 采用幅值控制的交流伺服電動機在系統(tǒng)工作時，勵磁采用幅值控制的交流伺服電動機在系統(tǒng)工作時，勵磁繞組通常是接在恒值的交流電源上，其值等于額定勵磁電繞組通常是接在恒值的交流電源上，其值等于額定勵磁電壓，勵磁電壓壓，

32、勵磁電壓 與控制電壓與控制電壓 之間固定的保持之間固定的保持9090o o的相位的相位差，而控制電壓差，而控制電壓 的值卻經(jīng)常的變化。的值卻經(jīng)常的變化。實際使用中，為方實際使用中，為方便起見，常將控制電壓用其相對值表示，同時考慮到控制便起見，常將控制電壓用其相對值表示，同時考慮到控制電壓是表征對伺服電動機所施加的控制電信號，所以稱這電壓是表征對伺服電動機所施加的控制電信號，所以稱這個相對值為個相對值為有效信號系數(shù)有效信號系數(shù)，并用，并用 表示，即表示，即fUkUkUeknkeUU（7-77）式中， 為實際控制電壓； 為額定控制電壓，當控制電壓 在0 變化時，有效信號系數(shù) 在01變化。kUknU

33、kUknUe第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 不同有效信號系數(shù)的磁場不同有效信號系數(shù)的磁場：注意注意：采用 不但可以表示控制電壓的值，而且也可以表示電機不對稱運行的程度。與前面的與前面的 是一樣的！是一樣的！e當 ，氣隙合成磁場是一個圓形旋轉磁場，電機處于對稱運行狀態(tài)；1e當 ，氣隙合成磁場是一個脈振磁場，電機不對稱運行狀態(tài)最大；0e當 ，氣隙合成磁場是一個橢圓形旋轉磁場，電機處于不對稱運行狀態(tài)；10e 結論結論： 改變控制電壓，即改變改變控制電壓，即改變 的大小，也就改變了電機的大小，也就改變了電機不對稱程度，所以兩相交流伺服電動機是靠改變電機不不對稱程度，所以兩相交流伺服電動機是

34、靠改變電機不對稱程度來達到控制的目的。對稱程度來達到控制的目的。ea第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 注意注意! !單相脈振磁場是橢圓形磁場的特殊情況，可分解為兩單相脈振磁場是橢圓形磁場的特殊情況，可分解為兩幅值相等，轉向相反的圓形旋轉磁場。幅值相等，轉向相反的圓形旋轉磁場。橢圓形旋轉磁場可分解為兩幅值不等，轉向相反的圓橢圓形旋轉磁場可分解為兩幅值不等，轉向相反的圓形旋轉磁場；形旋轉磁場；第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.7.3 零信號時的機械特性和無零信號時的機械特性和無“自轉自轉”現(xiàn)現(xiàn)象象 對于伺服電動機，還有一條很重要的機械特性，即零對于伺服電動機，還有一條很重要

35、的機械特性，即零信號時的機械特性。所謂信號時的機械特性。所謂“零信號零信號”，就是控制電壓為，就是控制電壓為0 0，磁場為脈振磁場。磁場為脈振磁場。圖圖7-44 7-44 零信號時的機械特性零信號時的機械特性第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 自轉現(xiàn)象與轉子電阻的關系：自轉現(xiàn)象與轉子電阻的關系：轉子電阻RR=RR1較小時，在電機工作的轉差率范圍內，即 時，合成轉矩 T 絕大部分是正的。如果伺服電動機在控制電壓作用下工作，突然切去控制電信號時，只要阻轉矩小于單相運行時的最大轉矩，電動機仍將在轉矩 T 作用下繼續(xù)旋轉，這就產(chǎn)生了，造成失控。10正s4 . 0正ms(a)第第五五章章 交流伺

36、服電動機交流伺服電動機 轉子電阻RR=RR2RR1時。此時轉子電阻有所增加，臨界轉差率增加到 ，合成轉矩減小的多，但仍產(chǎn)生自轉現(xiàn)象。8 . 0正ms8 . 0正ms(b)第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 轉子電阻增大到 的程度。這時合成轉矩在電機運行范圍內為負值，即為制動轉矩。因而當控制電壓取消變?yōu)閱蜗噙\行時，電機立刻產(chǎn)生制動轉矩，與負載轉矩一起促使電機迅速停轉，不會產(chǎn)生自轉現(xiàn)象。1正ms1正ms(c)第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 無自轉現(xiàn)象無自轉現(xiàn)象是自動控制系統(tǒng)對交流伺服電動機的是自動控制系統(tǒng)對交流伺服電動機的基本要求之一?；疽笾弧?所謂所謂無自轉現(xiàn)象，無自轉

37、現(xiàn)象， 就是當控制電壓一就是當控制電壓一旦取消時旦取消時(即即Uk=0時時)， 伺服電動機應立即停轉。伺服電動機應立即停轉。 所以所以為了消除自轉現(xiàn)象，為了消除自轉現(xiàn)象， 交流伺服電動機零信號時的機械交流伺服電動機零信號時的機械特性必須如圖特性必須如圖4 - 44所示，所示， 顯然這也就要求有相當大的顯然這也就要求有相當大的轉子電阻。轉子電阻。 圖7-44第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖圖 7 - 44 sm1自轉現(xiàn)象與轉子電阻關系自轉現(xiàn)象與轉子電阻關系返回第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 工藝性自轉：工藝性自轉： 除了由于轉子不夠大而引起的自轉外，還存在一種工藝性自轉

38、。這種自轉是由于定子繞組有匝間短路，鐵心有片間短路，或者各向磁導不均等工藝上的原因所引起的 當取消電信號時，本應是脈振磁場，但這時卻成了微弱的橢圓磁場，在橢圓磁場的作用下，轉子也會自轉起來。 工藝性自轉多半發(fā)生在功率極?。ㄊ种畮淄咧翑?shù)瓦）的伺服電動機中，由于電機的轉子慣性極小，在很小的橢圓形旋轉磁場作用下就能轉動。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.7.4 轉速的控制與調節(jié)特性轉速的控制與調節(jié)特性調節(jié)特性調節(jié)特性對伺服電機關心的是轉速與控制電信號的關系，往往采用所謂“調節(jié)特性”表示。調節(jié)特性就是表示當輸出轉調節(jié)特性就是表示當輸出轉矩一定的情況下，轉速與有效信號系數(shù)矩一定的情況下，

39、轉速與有效信號系數(shù) 的變化關系的變化關系。e第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.8 移相方法和控制方式移相方法和控制方式 為了在電機內形成一個圓形旋轉磁場沒要求勵磁電為了在電機內形成一個圓形旋轉磁場沒要求勵磁電壓和控制電壓之間應有壓和控制電壓之間應有90900 0的相位差。但是實際工作中的相位差。但是實際工作中經(jīng)常是單相或三相電源。需要設法使現(xiàn)有電源改變成具經(jīng)常是單相或三相電源。需要設法使現(xiàn)有電源改變成具有有90900 0相移的兩相電源，滿足交流伺服電動機的需要。相移的兩相電源，滿足交流伺服電動機的需要。問題提出問題提出 直接將電源移相或通過移相網(wǎng)絡使勵磁電壓和控制直接將電源移相或

40、通過移相網(wǎng)絡使勵磁電壓和控制電壓之間有一固定的電壓之間有一固定的9090相移，這些移相方法通稱為相移，這些移相方法通稱為電電源移相源移相。 采用電源移相時，交流伺服電動機只是通過改采用電源移相時，交流伺服電動機只是通過改變控制電壓的值來控制轉速的，而定子繞組上兩電壓的變控制電壓的值來控制轉速的，而定子繞組上兩電壓的相位差恒定地保持為相位差恒定地保持為9090。這種控制方式常稱為。這種控制方式常稱為幅值控幅值控制制。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 1、利用三相電源的相電壓和線電壓構成、利用三相電源的相電壓和線電壓構成90的移相的移相三相電源如有中點，取一相電壓如 加到控制繞組上，另外

41、兩相的線電壓如 供給勵磁繞組；AUCBU三相電源如無中點，這時可接一個三相變壓器，利用三相變壓器副邊上的相電壓和線電壓形成具有900相移的兩相電壓；也可采用一個具有中間抽頭的帶鐵心的電抗線圈(或變壓器繞組)造成人工中點，把電抗線圈兩端接在三相電源的B、C兩頭上，如果它的中間抽頭為D點，那么 與 兩個電壓的相位差正好是900。BCUDAU第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 (1)(2)(3)第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 三相電源三個線電壓的相位互差三相電源三個線電壓的相位互差120， 有時為了有時為了方便，方便， 直接取任意兩相線電壓使用，若加上系統(tǒng)中其直接取任意兩相線電壓

42、使用，若加上系統(tǒng)中其它元件它元件(如自整角機，如自整角機， 伺服放大器等伺服放大器等)的相位移，的相位移， 這時這時加到伺服電動機定子繞組上的兩個電壓能接近加到伺服電動機定子繞組上的兩個電壓能接近90的的相位差。相位差。 2、利用三相電源的任意兩相線電壓、利用三相電源的任意兩相線電壓第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 在系統(tǒng)的控制線路中，為了使伺服電動機的控制在系統(tǒng)的控制線路中，為了使伺服電動機的控制電壓與勵磁電壓成電壓與勵磁電壓成90的相移，的相移， 往往采用移相網(wǎng)絡，往往采用移相網(wǎng)絡， 如圖如圖7 - 52所示。所示。 這時把這時把線路上恒定的單相交流電源線路上恒定的單相交流電源

43、作為基準電壓供給系統(tǒng)中的各個元件作為基準電壓供給系統(tǒng)中的各個元件(如圖中的自整角如圖中的自整角機及交流伺服電動機機及交流伺服電動機)， 由由敏感元件敏感元件(如自整角變壓器如自整角變壓器)輸出的偏差信號經(jīng)過電子移相網(wǎng)絡再輸入到交流放大輸出的偏差信號經(jīng)過電子移相網(wǎng)絡再輸入到交流放大器中器中去，去， 這樣通過移相網(wǎng)絡移相，這樣通過移相網(wǎng)絡移相， 再加上敏感元件再加上敏感元件和放大器的相移，和放大器的相移， 在交流放大器輸出端就能得到與系在交流放大器輸出端就能得到與系統(tǒng)基準電壓統(tǒng)基準電壓 成成90相移的控制電壓相移的控制電壓 。 UUkU3、采用移相網(wǎng)絡、采用移相網(wǎng)絡第第五五章章 交流伺服電動機交流

44、伺服電動機 圖圖 7 - 52 采用電子移相網(wǎng)絡的伺服系統(tǒng)采用電子移相網(wǎng)絡的伺服系統(tǒng) 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 這種移相方法只要在交流伺服電動機的勵磁相電路這種移相方法只要在交流伺服電動機的勵磁相電路中串聯(lián)中串聯(lián)(或串、并聯(lián)或串、并聯(lián))上一定的電容上一定的電容C，在放大器之前就不在放大器之前就不需要再引入電子移相網(wǎng)絡了，其控制線路如圖需要再引入電子移相網(wǎng)絡了，其控制線路如圖7- 53所示。所示。 4、在勵磁相中串聯(lián)電容器、在勵磁相中串聯(lián)電容器第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖圖 7 - 53 電容伺服電動機控制線路圖電容伺服電動機控制線路圖 第第五五章章 交流伺服

45、電動機交流伺服電動機 7.10 交流伺服電動機的使用交流伺服電動機的使用 7.10.1 控制繞組與放大器的連接控制繞組與放大器的連接 控制繞組與放大器的輸出端直接相連，因此控制相電路就成為放大器的直接負擔，伺服電動機所需的控制電流和控制功率都是放大器供給的。為減少放大器的負擔，以便縮小放大器的體積和重量，簡化放大器的結構，就必須盡可能減少要求它提供的控制電流和功率。問題提出問題提出第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 實驗方法確定補償電容值實驗方法確定補償電容值 在控制繞組的兩端并聯(lián)一個可變電容，讓電容由小到大逐漸增加，觀察總電流，當電流表指示最小時，此時的電容值即為所需的電容值。措施措

46、施 為了減少放大器的負擔，可以在控制繞組兩端并聯(lián)電容Ck來補償無功電流，提高控制相的功率因數(shù)。 補償電容在控制電壓最大時取，這時放大器負擔最重。電容值如果選擇得當，可使控制相電路發(fā)生并聯(lián)諧振，功率因數(shù)接近1，放大器只需輸出有功電流。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.10.2 電機的輸入阻抗電機的輸入阻抗問題提出問題提出 控制相電路是放大器的直接負載，存在阻抗匹配的問題。交流伺服電動機的輸入阻抗為Z=Uk/Ik，隨轉速n的升高而變大。 從最大功率傳遞角度考慮，應使放大器阻抗與控制繞組的輸入阻抗匹配，由于 Z 不是固定值，想任何時候獲得阻抗匹配是不可能的。 伺服電動機經(jīng)常在小控制電壓

47、和低轉速狀態(tài)下工作，在零轉速 (即電動機啟動)時，輸入阻抗是與控制電壓無關的一個確定值。因此，強調功率匹配，一般也只是考慮在轉速為0時實現(xiàn)。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.10.3 放大器內阻抗對機械特性的影響放大器內阻抗對機械特性的影響問題提出問題提出 交流伺服電動機的控制功率由放大器供給時，放大器可以看成具有一定內阻抗的交流電源。放大器與控制相電路的等值電路如圖7-69。圖7-69 等值電路圖mkmkkUZZZU結論：放大器內阻對加在控制繞組上的電壓有影響，進而影響電機機械特性。控制繞組上電壓控制繞組上電壓措施措施減少放大器內阻抗有效方法是在放大器末級（功率級）加電壓負反饋

48、。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.10.4 單相自轉單相自轉 無自轉現(xiàn)象是控制系統(tǒng)對伺服電動機的基本要求之一，一臺正常合格的交流伺服電動機應具有無自轉性能。 自轉現(xiàn)象與控制電信號取消時控制相電路的情況控制相電路的情況及放大放大器內阻抗的值器內阻抗的值有關。試驗與理論分析的一些經(jīng)驗試驗與理論分析的一些經(jīng)驗：控制繞組兩端直接短接，對伺服電動機來說是最容易實現(xiàn)無自轉的，這是最起碼的無自轉條件；若伺服電機能在控制繞組斷開的情況下實現(xiàn)不自轉，則一定能實現(xiàn)當控制繞組兩端直接或通過純電阻或通過電感性阻抗短接時不自轉，但不一定能實現(xiàn)通過電容性阻抗短接情況下不自轉；控制繞組兩端通過 電容器短接不

49、自轉的要求，是最苛刻的條件。注意注意：選用產(chǎn)品時應明確單相無自轉要求的實現(xiàn)條件。：選用產(chǎn)品時應明確單相無自轉要求的實現(xiàn)條件。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 實際使用中，對于已選定的某一伺服電動機，自轉現(xiàn)象還與放大器的內阻抗大小有關。當控制電信號取消后，放大器內阻抗越大控制相電路越接近開路（或通過電容器短接），電機就容易自轉。理論分析表明：為消除自轉，必須使放大器輸出阻抗小于從控制繞組端看入的轉子等效電阻。放大器內阻抗對自轉的影響放大器內阻抗對自轉的影響：第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.10.5 發(fā)熱和溫升發(fā)熱和溫升問題提出問題提出 交流伺服電動機轉子電阻做的相當大，

50、而且它經(jīng)常運行在低速段（轉差率為0.41之間）和不對稱狀態(tài)下，這樣就使這種電機比一般電機損耗大，發(fā)熱多，效率低。改善散熱的方法改善散熱的方法：電機最好裝面積足夠大金屬支架上，電機與支架應緊密接觸，更不要墊傳熱不良的物質；電機連同支架要通風良好，必要時可用風扇，甚至用水冷卻；幾臺電機之間，以及電機與其他發(fā)熱件如變壓器、功率管等之間要盡量隔開。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.10.6 控制電壓中正交分量和高次諧波分量的影響控制電壓中正交分量和高次諧波分量的影響 實際使用時，控制繞組輸入端，除了控制電壓外，還常夾雜一些對控制無用的信號，即干擾信號。1、正交分量、正交分量 ：ZU 如果

51、控制電壓 與勵磁電壓 相位差為90o，當控制電壓取消時， 與 相移為180o或0o。電機中磁場為脈振磁場，電機不會轉動，但是產(chǎn)生附加鐵耗和銅耗；正交分量是與控制電壓 成90o相移的電壓分量。kUkUfUZUfU 如果 與 相移不成90o，正交分量對電機的影響更大， 與 產(chǎn)生旋轉磁場，使伺服電動機誤動作，產(chǎn)生自轉現(xiàn)象。kUfUZUfU第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 1、高次諧波分量、高次諧波分量 ： 由于敏感元件和伺服放大器等非線性，會帶來高于電由于敏感元件和伺服放大器等非線性，會帶來高于電源頻率的高頻電壓，即高次諧波分量源頻率的高頻電壓，即高次諧波分量。 為削弱高次諧波分量的影響，

52、可在控制繞組兩端并聯(lián)為削弱高次諧波分量的影響，可在控制繞組兩端并聯(lián)電容，此電容既可提高控制相功率因數(shù)，又可起濾波作用電容，此電容既可提高控制相功率因數(shù)，又可起濾波作用。第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.11 主要性能指標和技術數(shù)據(jù)主要性能指標和技術數(shù)據(jù) 7.11.1 主要性能指標 1. 空載始動電壓Us0 在額定勵磁電壓和空載的情況下， 使轉子在任意位置開始連續(xù)轉動所需的最小控制電壓定義為空載始動電壓Us0 ， 通過以額定控制電壓的百分比來表示。 Us0 越小， 表示伺服電動機的靈敏度越高。 一般Us0 要求不大于額定控制電壓的3%4%； 使用于精密儀器儀表中的兩相伺服電動機，

53、有時要求不大于額定控制電壓的1%。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 2. 機械特性非線性度km 在額定勵磁電壓下， 任意控制電壓時的實際機械特性與線性機械特性在轉矩T=Td/2時的轉速偏差n與空載轉速n0(對稱狀態(tài)時)之比的百分數(shù)， 定義為機械特性非線性度， 即%1000nnkm如圖7 - 74所示。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 3. 調節(jié)特性非線性度kv 在額定勵磁電壓和空載情況下， 當e=0.7時， 實際調節(jié)特性與線性調節(jié)特性的轉速偏差n與e=1時的空載轉速n0之比的百分數(shù)定義為調節(jié)特性非線性度， 即%1000nnkv如圖7 - 75所示。 第第五五章章 交流伺

54、服電動機交流伺服電動機 圖 7 - 74 機械特性的非線性度 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖 7 - 75 調節(jié)特性的非線性度第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 4. 堵轉特性非線性度kd 在額定勵磁電壓下， 實際堵轉特性與線性堵轉特性的最大轉矩偏差(Tdn )max 與e=1時的堵轉轉矩Td0 之比值的百分數(shù)， 定義為堵轉特性非線性度， 即%100)(0maxddndTTk如圖7 - 76所示。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 以上這幾種特性的非線性度越小， 特性曲線越接近直線， 系統(tǒng)的動態(tài)誤差就越小， 工作就越準確， 一般要求km10%20%， kv20

55、%25%， kd5%。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖 7 - 76 堵轉特性的非線性度 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 圖 7 - 77 不同信號系數(shù)e時的機械特性第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 5. 機電時間常數(shù)j 當轉子電阻相當大時， 交流伺服電動機的機械特性接近于直線。 如果把e=1時的機械特性近似地用一條直線來代替， 如圖7 - 77中虛線所示， 那末與這條線性機械特性相對應的機電時間常數(shù)就與直流伺服電動機機電時間常數(shù)表達式相同， 即sTJdj00(7 - 107) 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 因而隨著e的減少， 相應的時間常數(shù)

56、也隨著增大， 即 jjj 還可以很方便地得出機電時間常數(shù)與有效信號系數(shù)e的關系式。若機械特性近似地可看作為直線(即令圖7 - 49中的H=0)， 由式(7 - 91)可得有效信號系數(shù)為e時的理論空載轉速 dddTnTnTn 0000seenn2012(7 - 108)第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 堵轉轉矩 Td=eTd0 (7 - 109) 將式(7 - 108)和(7 - 109)代入式(7 - 107)， 即可得出時間常數(shù)與有效信號系數(shù)的關系式為02)1 (21. 0desjTJn(7 - 110)第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 7.11.2 主要技術數(shù)據(jù) 1.

57、型號說明 例如： 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 2. 電壓 技術數(shù)據(jù)表中勵磁電壓和控制電壓指的都是額定值。 勵磁繞組的額定電壓一般允許變動范圍為5%左右。 電壓太高， 電機會發(fā)熱； 電壓太低， 電機的性能將變壞， 如堵轉轉矩和輸出功率會明顯下降， 加速時間增長等。 當電機作為電容伺服電動機使用時， 應注意到勵磁繞組兩端電壓會高于電源電壓， 而且隨轉速升高而增大， 其值如果超過額定值太多， 會使電機過熱。 控制繞組的額定電壓有時也稱最大控制電壓， 在幅值控制條件下加上這個電壓就能得到圓形旋轉磁場。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 3. 頻率 目前控制電機常用的頻率分低頻

58、和中頻兩大類， 低頻為50 Hz(或60 Hz)， 中頻為400 Hz(或500 Hz)。 因為頻率越高， 渦流損耗越大， 所以中頻電機的鐵心用較薄的(0.2 mm以下)硅鋼片疊成， 以減少渦流損耗； 低頻電機則用0.350.5 mm的硅鋼片。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 低頻電機不應該用中頻電源， 中頻電機也不應該用低頻電源， 否則電機性能會變差。 在不得已時， 低頻電源之間或者中頻電源之間可以互相代替使用， 但要隨頻率正比地改變電壓， 而保持電流仍為額定值， 這樣， 電機發(fā)熱可以基本上不變。 例如一臺500 Hz、 110V的電機， 如果用在400 Hz時 ， 那末加到電機上的電壓就應改成110400/500=88 V。 不過一般來說， 改成代用頻率之后， 電機特性總要略差一些。 第第五五章章 交流伺服電動機交流伺服電動機 4. 堵轉轉矩， 堵轉電流 定子兩相繞組加