第4章其它類型電動機

1、第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 在電動機的家族中除了三相異步電動機以外，還有在電動機的家族中除了三相異步電動機以外，還有許多其它類型的電動機廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，特別是一許多其它類型的電動機廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，特別是一些特種電機相繼出現(xiàn)，極大地滿足了實際需要。在這一些特種電機相繼出現(xiàn)，極大地滿足了實際需要。在這一章將介紹單相異步電動機、直線電動機、伺服電動機、章將介紹單相異步電動機、直線電動機、伺服電動機、步進電動機等的工作原理及應(yīng)用。步進電動機等的工作原理及應(yīng)用。 單相異步電動機：使用單相異步電動機：使用；特點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用方便特點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用方便其定子其定子。

2、功率：比較小，通常為幾瓦功率：比較小，通常為幾瓦 幾百瓦幾百瓦應(yīng)用：家用電器、電動工具、醫(yī)療器械等方面應(yīng)用：家用電器、電動工具、醫(yī)療器械等方面4.1第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機單相異步電動機單相異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子籠型結(jié)構(gòu)籠型結(jié)構(gòu)定子定子隱極式結(jié)構(gòu)隱極式結(jié)構(gòu)凸極式結(jié)構(gòu)凸極式結(jié)構(gòu)12344.14 籠型轉(zhuǎn)籠型轉(zhuǎn) 子繞組子繞組1 定子定子2 定子繞組定子繞組3 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 由于單相異步電動機由單相交流電源供電，所以當(dāng)單相由于單相異步電動機由單相交流電源供電，所以當(dāng)單相交流電流交流電流 i 通過定子繞組時，所產(chǎn)生的磁場不是一個旋轉(zhuǎn)磁通過定子繞組時，所產(chǎn)生

3、的磁場不是一個旋轉(zhuǎn)磁場，而是固定在空間隨時間按正弦規(guī)律變化的脈動磁場，即場，而是固定在空間隨時間按正弦規(guī)律變化的脈動磁場，即磁場的大小隨時間變化，而磁場的大小隨時間變化，而 N、S 極始終在一個軸線上。極始終在一個軸線上。 4.1i+uZ1Z2單相繞組單相繞組 ti 0 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機x t0t1t2t34.1 由于單相異步電動機由單相交流電源供電，所以當(dāng)單相由于單相異步電動機由單相交流電源供電，所以當(dāng)單相交流電流交流電流 i 通過定子繞組時，所產(chǎn)生的磁場不是一個旋轉(zhuǎn)磁通過定子繞組時，所產(chǎn)生的磁場不是一個旋轉(zhuǎn)磁場，而是固定在空間隨時間按正弦規(guī)律變化的場，而是固定在空間

4、隨時間按正弦規(guī)律變化的，即，即磁場的大小隨時間變化，而磁場的大小隨時間變化，而 N、S 極始終在一個軸線上。極始終在一個軸線上。 脈動磁場不能產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，故不能脈動磁場不能產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，故不能。 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 單相異步電動機的轉(zhuǎn)子電單相異步電動機的轉(zhuǎn)子電流和電磁力流和電磁力 f 如圖。如圖。 當(dāng)定子繞組中通入單相交流電后產(chǎn)生的磁場為當(dāng)定子繞組中通入單相交流電后產(chǎn)生的磁場為交變脈動磁場：在每一瞬間各點交變脈動磁場：在每一瞬間各點 分布為分布為正弦正弦；在不同瞬間各點在不同瞬間各點 分布為分布為駐波駐波。 可將駐波分解為兩個幅值可將駐波分解為兩個幅值相等、以同一轉(zhuǎn)速向

5、相反方相等、以同一轉(zhuǎn)速向相反方向旋轉(zhuǎn)的磁通。向旋轉(zhuǎn)的磁通。4.1第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.1nTT 合成轉(zhuǎn)矩合成轉(zhuǎn)矩 T = T + T TT +機械特性機械特性 n = f ( (T) 具有下列特點：具有下列特點： 當(dāng)轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)速 n = 0 時，轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)矩T = 0，無起動轉(zhuǎn)矩?zé)o起動轉(zhuǎn)矩, 電動機電動機。 若轉(zhuǎn)速若轉(zhuǎn)速n 0，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩T 0，電動機正轉(zhuǎn)電動機正轉(zhuǎn); 若若n 0, T 0，電動機反轉(zhuǎn)。電動機反轉(zhuǎn)。 而單相而單相電動機電動機一經(jīng)起動，一經(jīng)起動，T T （或（或T T ）, ,在單在單相繞組作用下相繞組作用下, ,其合成電磁其合成電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩 T 0，它能沿著

6、某一，它能沿著某一個方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)下去。個方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)下去。 0第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.1分相式單相異步電動機設(shè)置了兩個繞組：分相式單相異步電動機設(shè)置了兩個繞組： 由三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理可知，應(yīng)在單相異步由三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理可知，應(yīng)在單相異步電動機起動時設(shè)法建立起旋轉(zhuǎn)磁場，使其產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩。電動機起動時設(shè)法建立起旋轉(zhuǎn)磁場，使其產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩。根據(jù)建立旋轉(zhuǎn)磁場的方法，單相異步電動機可分為電容根據(jù)建立旋轉(zhuǎn)磁場的方法，單相異步電動機可分為電容分相式、電阻分相式和罩極式等不同類型分相式、電阻分相式和罩極式等不同類型 。Z1Z2 工作繞組工作繞組 (或稱主繞組或稱主繞組)F1F

7、2 起動繞組起動繞組 (或稱輔助繞組或稱輔助繞組)兩個繞組在空間相隔兩個繞組在空間相隔90 放置放置通入繞組的電流在相位上相差接近于通入繞組的電流在相位上相差接近于90 這種情況稱為分相，常用電容或電阻元件實現(xiàn)分相。這種情況稱為分相，常用電容或電阻元件實現(xiàn)分相。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機工作工作繞組繞組Z1Z2IZQUCIFI 起動繞組起動繞組 F1F2 , 與工作繞組與工作繞組Z1Z2在空間相隔在空間相隔 90 , 并串聯(lián)并串聯(lián)電容器電容器 C，使二使二繞組中繞組中的電流相差約的電流相差約 90 , 即可即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 在電機起動后，有些在電機起動后，有些電動

8、機用離心開關(guān)電動機用離心開關(guān)S 斷斷開起動繞組開起動繞組F1F2。S4.1F1F2M1+IFIZIU 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機iZ tiF0 t = 0iZ= 0，iF為正值為正值iF = Imsin( t + 90 )iZ = Imsin tF2F1Z1Z2C t = 45iZ、iF均為均為正正值值F2F1Z1Z2 t = 90iZ為正值為正值，iF= 0F2F1Z1Z2n1uiFiZ4.1+第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機0 t4.1iZ tiF0iF = Imsin( t 90 )iZ = Imsin tiZiF 只要將起動繞組接電源只要將起動繞組接電源的兩端的兩

9、端 F1 、F2 對調(diào)即可。對調(diào)即可。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機工作工作繞組繞組Z1Z2IZQUIFI 工作繞組工作繞組Z1Z2電感量大，電阻電感量大，電阻小，而起動繞組小，而起動繞組F1F2的電阻大而電感量小，的電阻大而電感量小，因此兩繞組中電流相因此兩繞組中電流相位差接近于位差接近于90 ，從而，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場形成旋轉(zhuǎn)磁場。 在電機起動后，電動機用在電機起動后，電動機用離心開關(guān)離心開關(guān) S 斷開起動繞組斷開起動繞組 F1F2。4.1F1F2M1+相相量量圖圖UIFIZIS第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 空間相差空間相差120 角的三相繞組，通入對稱三角的三相繞組，

10、通入對稱三相電流時，產(chǎn)生的是一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)相電流時，產(chǎn)生的是一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)電流經(jīng)過一個周期變化時，磁場也沿著順時針電流經(jīng)過一個周期變化時，磁場也沿著順時針方向旋轉(zhuǎn)了一周方向旋轉(zhuǎn)了一周 ( 在空間旋轉(zhuǎn)的角度為在空間旋轉(zhuǎn)的角度為 360 )。4.1第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 在電動機的極靴上加入短路銅環(huán)稱為罩極。在電動機的極靴上加入短路銅環(huán)稱為罩極。罩極式單相異步電動機起動轉(zhuǎn)矩較小，但結(jié)構(gòu)罩極式單相異步電動機起動轉(zhuǎn)矩較小，但結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，常用于小型風(fēng)扇及吹風(fēng)機中。簡單、制造方便，常用于小型風(fēng)扇及吹風(fēng)機中。4.1第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 電機的轉(zhuǎn)向

11、為從磁極電機的轉(zhuǎn)向為從磁極的未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部的未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部分分，方向不能改變。，方向不能改變。4.1 k 2 1in 2磁通相量圖磁通相量圖 1 2 k 2 在短路環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)在短路環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，產(chǎn)電動勢和感應(yīng)電流，產(chǎn)生的磁通生的磁通 k 通過短路環(huán)通過短路環(huán)的總磁通的總磁通 2 與與 1 在時在時間上有相位差間上有相位差 角，在角，在空間又相隔一定角度，空間又相隔一定角度，因而能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。因而能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。若要改變方向，只能改變罩極的位置。若要改變方向，只能改變罩極的位置。 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機由直線電動機構(gòu)成的直線驅(qū)動裝置現(xiàn)已獲得廣泛應(yīng)用，

12、由直線電動機構(gòu)成的直線驅(qū)動裝置現(xiàn)已獲得廣泛應(yīng)用，如磁懸浮列車、各種輸送線、物料輸送系統(tǒng)、沖壓機、如磁懸浮列車、各種輸送線、物料輸送系統(tǒng)、沖壓機、車床進刀機構(gòu)、工作臺運動、自動門和導(dǎo)彈魚雷等等。車床進刀機構(gòu)、工作臺運動、自動門和導(dǎo)彈魚雷等等。4.21840年，惠斯登制造了略具雛形但不成功的直線電機。年，惠斯登制造了略具雛形但不成功的直線電機。直線電動機經(jīng)歷了探索實驗階段（直線電動機經(jīng)歷了探索實驗階段（18401955年），年），開發(fā)應(yīng)用階段開發(fā)應(yīng)用階段( (19561970年年) )，實用商品階段實用商品階段( (1971年至今年至今),),至今已有至今已有160多年的歷史。多年的歷史。采用直線

13、電機來驅(qū)動直線運動裝置，就可以省去中間采用直線電機來驅(qū)動直線運動裝置，就可以省去中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)，使整個裝置簡單、運行可靠、控制方便。轉(zhuǎn)換機構(gòu)，使整個裝置簡單、運行可靠、控制方便。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.2與旋轉(zhuǎn)異步電動機相比，直線異步電動機具有以下與旋轉(zhuǎn)異步電動機相比，直線異步電動機具有以下可直接產(chǎn)生直線驅(qū)動力，而不要任何轉(zhuǎn)換裝置；可直接產(chǎn)生直線驅(qū)動力，而不要任何轉(zhuǎn)換裝置；(2) 運行時不會受到離心力的作用而使速度受到限制；運行時不會受到離心力的作用而使速度受到限制；(3) 可直接產(chǎn)生直線電磁推力，其運動可以無機械接觸可直接產(chǎn)生直線電磁推力，其運動可以無機械接觸 (如磁懸浮列

14、車如磁懸浮列車)，大大減少了機械損耗，且噪音極??；，大大減少了機械損耗，且噪音極??；(4) 結(jié)構(gòu)簡單，散熱效果較好，可用在一些特殊場合；結(jié)構(gòu)簡單，散熱效果較好，可用在一些特殊場合；(5) 可以提供很寬的調(diào)速范圍，從每秒幾微米到數(shù)米。可以提供很寬的調(diào)速范圍，從每秒幾微米到數(shù)米。 效率和功率因數(shù)較低，原因是：效率和功率因數(shù)較低，原因是：氣隙較大，故勵磁氣隙較大，故勵磁電流較大，從而增加了損耗；電流較大，從而增加了損耗； 由于直線電機磁路是斷由于直線電機磁路是斷開的，邊端效應(yīng)導(dǎo)致?lián)p耗增加，但整個系統(tǒng)的效率較高。開的，邊端效應(yīng)導(dǎo)致?lián)p耗增加，但整個系統(tǒng)的效率較高。(2) 起動推力受電壓的影響較大，故對電

15、源要求較高。起動推力受電壓的影響較大，故對電源要求較高。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 直線異步電動機可認為是旋轉(zhuǎn)異步電動機在結(jié)構(gòu)上直線異步電動機可認為是旋轉(zhuǎn)異步電動機在結(jié)構(gòu)上的一種演變，它可看作是將一臺旋轉(zhuǎn)異步電動機沿徑向剖的一種演變，它可看作是將一臺旋轉(zhuǎn)異步電動機沿徑向剖開，再將電機的圓周展開成直線就成了直線異步電動機。開，再將電機的圓周展開成直線就成了直線異步電動機。4.2籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子(次級次級)定子定子(初級初級)由定子演變而來的一側(cè)稱為直線異步電動機的初級，由定子演變而來的一側(cè)稱為直線異步電動機的初級，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級或動子。由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級或動

16、子。 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 由于運行時初次級之間要做相對運動，如果運動開由于運行時初次級之間要做相對運動，如果運動開始時，初級與次級之間是對齊的，那么運動開始后，初始時，初級與次級之間是對齊的，那么運動開始后，初級與次級之間相互耦合的部分會越來越少，不能保持正級與次級之間相互耦合的部分會越來越少，不能保持正常運動。為了在它的行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合常運動。為了在它的行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合能保持不變，常將初級與次級做成不同的長度。通常做能保持不變，常將初級與次級做成不同的長度。通常做成初級短，次級長。成初級短，次級長。4.2初級初級次級次級 這種只有一個邊的初級

17、結(jié)構(gòu)形式的這種只有一個邊的初級結(jié)構(gòu)形式的直線電動機稱為直線電動機稱為。法向法向縱向縱向第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 單邊直線電動機存在著一個缺陷：即在初級與次級單邊直線電動機存在著一個缺陷：即在初級與次級之間存在一個很大的法向磁吸力，這個法向磁吸力為推之間存在一個很大的法向磁吸力，這個法向磁吸力為推力的力的10倍左右，這種吸力通常是不希望存在的，它阻礙倍左右，這種吸力通常是不希望存在的，它阻礙著電機的運動。著電機的運動。4.2次級次級初級初級初級初級 其解決的方法是在次級的兩邊都裝上初其解決的方法是在次級的兩邊都裝上初級，可以產(chǎn)生兩個方向相反的吸力，從而使它們相互抵級，可以產(chǎn)生兩個

18、方向相反的吸力，從而使它們相互抵消。這種形式稱為消。這種形式稱為。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機U1W2V1U2W1V2在三相繞組中通入三相正弦交流電流后，在氣隙在三相繞組中通入三相正弦交流電流后，在氣隙中產(chǎn)生磁場，與旋轉(zhuǎn)電機分布相似，若忽略鐵心兩端斷開引起中產(chǎn)生磁場，與旋轉(zhuǎn)電機分布相似，若忽略鐵心兩端斷開引起的端部效應(yīng)，這個氣隙磁場沿展開的直線方向呈正弦形分布。的端部效應(yīng)，這個氣隙磁場沿展開的直線方向呈正弦形分布。當(dāng)三相電流隨時間變化時，磁場作直線移動當(dāng)三相電流隨時間變化時，磁場作直線移動 (不是旋轉(zhuǎn)不是旋轉(zhuǎn))，故稱，故稱為行波磁場。行波磁場的移動速度與旋轉(zhuǎn)磁場在定子內(nèi)圓表面為行波

19、磁場。行波磁場的移動速度與旋轉(zhuǎn)磁場在定子內(nèi)圓表面上的線速度是一樣的，稱為同步速度，并用上的線速度是一樣的，稱為同步速度，并用 v0 (m/s)表示。表示。 fPPfPnv26026026000 4.2 極距極距 (m) f 電源頻率電源頻率 (Hz)W2U1V1U2W1V2第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 實際上，直線異步電動機的次級通常采用整塊金屬板或?qū)嶋H上，直線異步電動機的次級通常采用整塊金屬板或復(fù)合金屬板，在分析時可把它看成是很多導(dǎo)條的并列放置。復(fù)合金屬板，在分析時可把它看成是很多導(dǎo)條的并列放置。這時產(chǎn)生的這時產(chǎn)生的電磁電磁推力由這些并聯(lián)導(dǎo)條中的電流共同產(chǎn)生。推力由這些并聯(lián)導(dǎo)條中

20、的電流共同產(chǎn)生。4.2U1W2V1U2W1V2 次級導(dǎo)體在行波磁場切割下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電次級導(dǎo)體在行波磁場切割下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，與氣隙磁場相互作用便產(chǎn)生電磁推力流，與氣隙磁場相互作用便產(chǎn)生電磁推力 。 在推力在推力的作用下，由于初級固定不動，次級就順著行的作用下，由于初級固定不動，次級就順著行波磁場運動的方向作直線運動，次級移動速度為波磁場運動的方向作直線運動，次級移動速度為 v (v v0 )。 為每極磁通為每極磁通I2 次級電流次級電流 2 次級功率因數(shù)角次級功率因數(shù)角 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 改變初級三相改變初級三相電流的相序電流的相序，行波磁場的移

21、動方向，行波磁場的移動方向?qū)⒏淖?，次級的移動方向也隨之改變，由此可使直線將改變，次級的移動方向也隨之改變，由此可使直線電動機做往復(fù)直線運動。電動機做往復(fù)直線運動。 4.2U1W2V1U2W1V2次級速度可表示為次級速度可表示為 v = (1 s) v000vvvs 直線電動機的轉(zhuǎn)差率直線電動機的轉(zhuǎn)差率 s 為為 直線電動機處直線電動機處于運行狀態(tài)時，于運行狀態(tài)時，s 在在0 1之間。之間。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.2直線電動機初級繞組上應(yīng)加的線電壓直線電動機初級繞組上應(yīng)加的線電壓s = 1時的推力，如時的推力，如 10, 50, 100, 1000 N 等等通常為通常為 3、

22、4、5、6、9、12 m/s通常采用通常采用Y形接法形接法雙邊型初級繞組之間雙邊型初級繞組之間并聯(lián)連接并聯(lián)連接串聯(lián)連接串聯(lián)連接XY直線電動機；直線電動機； 100 額定推力額定推力 FN = 100N6 同步速度同步速度( (m/S) )； Cu 次級材料結(jié)構(gòu)代號次級材料結(jié)構(gòu)代號 2 次級厚度次級厚度(m)第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.2雙邊型初級繞組之間雙邊型初級繞組之間并聯(lián)連接并聯(lián)連接串聯(lián)連接串聯(lián)連接通常采用通常采用Y形接法形接法并聯(lián)連接并聯(lián)連接串聯(lián)連接串聯(lián)連接第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.2F/Nv/m/sv00b推力速度特性，即推力速度特性，即F = f (

23、v)，為曲線，為曲線 b。為便于分析問題，可采用近似曲線為便于分析問題，可采用近似曲線 。其近似推力公式為其近似推力公式為 fust1vvFFFFst 起動起動推力推力Fu 摩擦摩擦力力vf 空載速度空載速度可以看出，最大推力可以看出，最大推力 在在 v = 0 處，處， v F 。 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.2F/NP/W0曲線表示了推力隨輸入功率增加而增大的線性關(guān)系。曲線表示了推力隨輸入功率增加而增大的線性關(guān)系。直線電動機的輸出功率為直線電動機的輸出功率為UL 定子的線電壓定子的線電壓 IL 定子的線電流定子的線電流輸入功率為輸入功率為 cos3LL1IUP 若效率為若效

24、率為 ，則輸出機械功率，則輸出機械功率 cos3LL1IUPP P = Fv第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 用直線電動機驅(qū)動的電動門，直線電動機的初級用直線電動機驅(qū)動的電動門，直線電動機的初級安裝在大門門楣上，次級安裝在大門上。當(dāng)直線電動安裝在大門門楣上，次級安裝在大門上。當(dāng)直線電動機的初級通電后，初級和次級之間由于氣隙行波磁場機的初級通電后，初級和次級之間由于氣隙行波磁場的作用，將產(chǎn)生一個平移的推力的作用，將產(chǎn)生一個平移的推力 ，該推力可將大門，該推力可將大門向前推進（開門），或?qū)⒋箝T拉回（關(guān)門）。向前推進（開門），或?qū)⒋箝T拉回（關(guān)門）。直線電動機初級直線電動機初級直線電動機次級直

25、線電動機次級4.2舉一個例子說明直線電動機應(yīng)用。舉一個例子說明直線電動機應(yīng)用。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.3永磁直流永磁直流電動機電動機定子定子 磁極是永久磁鐵磁極是永久磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子( (電樞電樞) )電樞鐵心電樞鐵心電樞繞組電樞繞組換向器換向器磁極磁極 換向器換向器電樞電樞鐵心鐵心電樞電樞繞組繞組電刷電刷 電樞鐵心開有槽孔，用于放置電樞鐵心開有槽孔，用于放置電樞繞組。換向器是由彼此絕緣電樞繞組。換向器是由彼此絕緣的銅片構(gòu)成，每一銅片均與電樞的銅片構(gòu)成，每一銅片均與電樞繞組相連，在換向器表面用彈簧繞組相連，在換向器表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動的電樞壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動的電

26、樞繞組與直流電源相接，從而有直流電繞組與直流電源相接，從而有直流電輸入到電樞繞組中，以產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。輸入到電樞繞組中，以產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.3電刷電刷換向器換向器UI ii 當(dāng)導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體ab和和cd變換位置后，變換位置后， 由于換向器的作用，作用由于換向器的作用，作用 在電樞上的轉(zhuǎn)矩方向不變。在電樞上的轉(zhuǎn)矩方向不變。 在轉(zhuǎn)矩作用下，電動機帶在轉(zhuǎn)矩作用下，電動機帶 動軸上的機械負載旋轉(zhuǎn)。動軸上的機械負載旋轉(zhuǎn)。 在電刷在電刷A 、B間加入直流電壓間加入直流電壓 ，它與電樞繞組形成，它與電樞繞組形成 閉合回路，在電樞繞組中有電流閉合回路，在電樞繞組中有電流 流

27、過；流過； 根據(jù)左手定則可判斷出：在根據(jù)左手定則可判斷出：在 N 極下受力極下受力 向左，在向左，在 S 極下受力極下受力 向右，形成了逆向右，形成了逆時針方向轉(zhuǎn)動的電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)時針方向轉(zhuǎn)動的電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆時針方向轉(zhuǎn)動；動電機轉(zhuǎn)子逆時針方向轉(zhuǎn)動；第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.3T0n電磁轉(zhuǎn)矩表達式電磁轉(zhuǎn)矩表達式nnTCCRCUn 02Teae電樞回路的電壓方程式電樞回路的電壓方程式U = Ea + Ra I電樞繞組的感應(yīng)電動勢表達式電樞繞組的感應(yīng)電動勢表達式 Ea = Ce nT = CT I聯(lián)立三個表達式，可得永磁聯(lián)立三個表達式，可得永磁直流電動機的機械特性直流電動機

28、的機械特性 n0 理理想空載轉(zhuǎn)速想空載轉(zhuǎn)速 n 轉(zhuǎn)速降轉(zhuǎn)速降 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.3永磁直流電動機廣泛應(yīng)用在：永磁直流電動機廣泛應(yīng)用在：計算機外圍設(shè)備、錄像機、轎車等設(shè)備上。計算機外圍設(shè)備、錄像機、轎車等設(shè)備上。 永磁直流電動機的具有良好的調(diào)速特性；永磁直流電動機的具有良好的調(diào)速特性；結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高。結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高。T0nnnTCCRCUn 02Teae永磁直流電動機的機械特性永磁直流電動機的機械特性 調(diào)速：當(dāng)改變調(diào)速：當(dāng)改變直流電源直流電源電壓電壓 U 時，時， 電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速 n 將隨之變化。將隨之變化。第第4章章 其它類型電動機其它類型電

29、動機前面所討論的三相和單相異步電動機，都是作為前面所討論的三相和單相異步電動機，都是作為動力電機來使用的，主要任務(wù)是能量轉(zhuǎn)換。動力電機來使用的，主要任務(wù)是能量轉(zhuǎn)換。4.4 用于信號檢測、變換和傳遞的小功率電機稱為控用于信號檢測、變換和傳遞的小功率電機稱為控制電機?？刂齐姍C在自動控制系統(tǒng)中是必不可少的。制電機?？刂齐姍C在自動控制系統(tǒng)中是必不可少的。對控制電機的要求是：對控制電機的要求是：可靠性高、精度高、響應(yīng)速度快?？煽啃愿?、精度高、響應(yīng)速度快。 常用的控制電機有：伺服電動機、步進電動機等。常用的控制電機有：伺服電動機、步進電動機等。 它們的功率一般小于它們的功率一般小于750W。本節(jié)重點介紹它

30、們的特點和工作原理。本節(jié)重點介紹它們的特點和工作原理。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.4 伺服電動機是把輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換成角位移或角伺服電動機是把輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換成角位移或角速度輸出，改變輸入電壓信號的大小或極性（相位）可速度輸出，改變輸入電壓信號的大小或極性（相位）可以改變伺服電動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。以改變伺服電動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。 對于伺服電動機的基本要求是：調(diào)速范圍寬，運行對于伺服電動機的基本要求是：調(diào)速范圍寬，運行特性接近線性，無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象（控制電壓消失，伺服電動特性接近線性，無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象（控制電壓消失，伺服電動機能立即停止轉(zhuǎn)動），能快速響應(yīng)。機能立即停止轉(zhuǎn)動），能快速響應(yīng)。 伺

31、服電動機有直流和交流之分伺服電動機有直流和交流之分, ,交流伺服電動機是兩交流伺服電動機是兩相異步電動機。相異步電動機。直流伺服電動機和交流伺服電動機的功率有所不同：直流伺服電動機和交流伺服電動機的功率有所不同：直流伺服電動機輸出功率大一些，一般可達幾百瓦；直流伺服電動機輸出功率大一些，一般可達幾百瓦；交流伺服電動機輸出功率較小，一般為幾十瓦。交流伺服電動機輸出功率較小，一般為幾十瓦。 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機直流伺服電動機是一種微型的直流電動機。直流伺服電動機是一種微型的直流電動機。直流伺服直流伺服 電動機電動機定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子( (電樞電樞)重量較輕，轉(zhuǎn)動慣量小重量較輕，轉(zhuǎn)

32、動慣量小 永磁式永磁式 磁極是永久磁鐵磁極是永久磁鐵電磁式電磁式 磁極是電磁鐵磁極是電磁鐵鐵心鐵心繞組繞組具有很好的快速響應(yīng)特性具有很好的快速響應(yīng)特性4.4第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機TCCRCUn2Teae 直流伺服電動機常采用電樞控制方式，即磁通不變，直流伺服電動機常采用電樞控制方式，即磁通不變，通過改變電樞電壓來控制直流伺服電動機的運行狀態(tài)。通過改變電樞電壓來控制直流伺服電動機的運行狀態(tài)。 U1 U2 U3Tn10nT2n2n3U1U2U3電壓電壓U 越大，轉(zhuǎn)速越大，轉(zhuǎn)速 n 越高。越高。 對應(yīng)某一負載轉(zhuǎn)矩，電動機對應(yīng)某一負載轉(zhuǎn)矩，電動機有一始動電壓。有一始動電壓。4.4第第

33、4章章 其它類型電動機其它類型電動機（1）可控?zé)o自轉(zhuǎn)）可控?zé)o自轉(zhuǎn) 當(dāng)控制電壓當(dāng)控制電壓Uk= 0 時時, 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n = 0；（2）靈敏度高）靈敏度高 轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向隨控制電壓的大小和轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向隨控制電壓的大小和（4）功率?。┕β市?通常為零點幾瓦通常為零點幾瓦 幾十瓦；幾十瓦；（5）運行穩(wěn)定）運行穩(wěn)定 n在在 ( (0 n0 之間連續(xù)穩(wěn)定運行；之間連續(xù)穩(wěn)定運行；（6）起動電壓?。┢饎与妷盒?Ust = UN (3 。（3）響應(yīng)快速）響應(yīng)快速 由于轉(zhuǎn)動慣量小，起動轉(zhuǎn)矩大，由于轉(zhuǎn)動慣量小，起動轉(zhuǎn)矩大，交流伺服電動機的控制電壓為交流電壓交流伺服電動機的控制電壓為交流電壓, 特點為：特點為：所以電動機

34、起動快；所以電動機起動快；極性而改變；極性而改變；4.4第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機交流交流伺服伺服電動機電動機定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子繞組定子繞組轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心定子鐵心定子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸機座機座籠形轉(zhuǎn)子籠形轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子勵磁繞組勵磁繞組控制繞組控制繞組4.4 特點：特點：籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)同普通籠型異籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)同普通籠型異步電動機，只是轉(zhuǎn)子細而長，并采用高步電動機，只是轉(zhuǎn)子細而長，并采用高電阻率的導(dǎo)電材料作導(dǎo)條，以獲得較小電阻率的導(dǎo)電材料作導(dǎo)條，以獲得較小的轉(zhuǎn)動慣量和較大電阻。的轉(zhuǎn)動慣量和較大電阻。 杯型轉(zhuǎn)子可看成由無數(shù)導(dǎo)條并聯(lián)而成。杯型轉(zhuǎn)子可看成由無數(shù)導(dǎo)條并聯(lián)而成

35、。兩種轉(zhuǎn)子伺服電動機的分析方法相同。兩種轉(zhuǎn)子伺服電動機的分析方法相同。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機當(dāng)只當(dāng)只在勵磁繞組上加入交流電壓在勵磁繞組上加入交流電壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流 if 產(chǎn)生產(chǎn)生脈振脈振磁場磁場 f 。ifik t04.4 當(dāng)控制繞組也接入電源，即加上當(dāng)控制繞組也接入電源，即加上控制電壓控制電壓, , 電流電流 ik 滯后滯后 if 90 產(chǎn)生產(chǎn)生的磁場的磁場 k 滯后滯后 f 90。因此因此可建立可建立起旋轉(zhuǎn)磁場。這時電動機就可產(chǎn)生起旋轉(zhuǎn)磁場。這時電動機就可產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子也就轉(zhuǎn)動起來了。起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子也就轉(zhuǎn)動起來了。 工作原理與單相異步電動機相似。工作原理與

36、單相異步電動機相似?？刂评@組控制繞組勵磁勵磁繞組繞組ifQCikSfk電動機無起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動。電動機無起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動。 勵磁繞組與勵磁繞組與控制繞組在空間位置控制繞組在空間位置相差相差90。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.4交流伺服電動機的機械特性曲線與單相異步電動機相似。交流伺服電動機的機械特性曲線與單相異步電動機相似。 有兩點不同：有兩點不同： 由于轉(zhuǎn)子電阻大，使臨界轉(zhuǎn)差率由于轉(zhuǎn)子電阻大，使臨界轉(zhuǎn)差率 sm= 1， 交流伺服電動機的機械特性曲線的形狀接近一條直線；交流伺服電動機的機械特性曲線的形狀接近一條直線；nTT TT +0 1nTT TT +01由機械特性

37、，加之轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小，使交流伺服由機械特性，加之轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小，使交流伺服電動機可以克服電動機可以克服“自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)”。單相異步單相異步電動機電動機交流伺服電交流伺服電動機動機(sm=1)ss第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機T 與與伺服伺服電動機的轉(zhuǎn)向相反，成為電動機的轉(zhuǎn)向相反，成為，且轉(zhuǎn)子，且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，所以電動機能轉(zhuǎn)動慣量小，所以電動機能立即停轉(zhuǎn)立即停轉(zhuǎn)。4.4 一旦控制電壓消失，電動機應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。若電一旦控制電壓消失，電動機應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。若電動機還繼續(xù)轉(zhuǎn)動，稱這種現(xiàn)象為動機還繼續(xù)轉(zhuǎn)動，稱這種現(xiàn)象為“自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)”。 交流伺服電動機可以克服交流伺服電動機可以克服“自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)”的原因

38、解釋如下：的原因解釋如下：由由交流伺服電動機的機械特性曲線交流伺服電動機的機械特性曲線合成合成電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩，0.4UkNUkN0.8 UkN0.6UkNn0T0.8UkNnT0 1sa a第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.4 ( (a) ) 幅值控制幅值控制 控制繞組電壓和勵磁繞組電壓之間的相位控制繞組電壓和勵磁繞組電壓之間的相位差保持不變，改變加在控制繞組上電壓幅值的大??；差保持不變，改變加在控制繞組上電壓幅值的大??； ( (b) )相位控制相位控制 保持控制電壓的幅值不變，僅改變其相位；保持控制電壓的幅值不變，僅改變其相位； ( (c) ) 幅幅 - 相控制相控制 同時改變

39、控制電壓的幅值和相位。同時改變控制電壓的幅值和相位。 在三種控制方法中，幅值控制和相位控制方法都需要在三種控制方法中，幅值控制和相位控制方法都需要較復(fù)雜的裝置，而幅值較復(fù)雜的裝置，而幅值 - 相位控制方法所需設(shè)備簡單，成相位控制方法所需設(shè)備簡單，成本較低，因而是最常用的一種控制方法。本較低，因而是最常用的一種控制方法。 交流伺服電動機的控制電壓交流伺服電動機的控制電壓 Uk 可以控制電機轉(zhuǎn)速的可以控制電機轉(zhuǎn)速的大小和方向。在交流伺服電動機運行時，通常保持勵磁繞大小和方向。在交流伺服電動機運行時，通常保持勵磁繞組所接電壓組所接電壓Uf 的大小和相位不變，只改變控制繞組所加電的大小和相位不變，只改

40、變控制繞組所加電壓壓Uk的大小和相位，實現(xiàn)對交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的大小和相位，實現(xiàn)對交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的控制。的控制。主要有以下三種控制方法：主要有以下三種控制方法：第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機位置位置調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器功率功率放大器放大器交流交流伺服伺服電動機電動機機械機械負載負載4.4位置指位置指令裝置令裝置位置反位置反饋裝置饋裝置位置隨動位置隨動系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖 交流伺服系統(tǒng)常應(yīng)用于位置隨動系統(tǒng)中，如數(shù)控機床的交流伺服系統(tǒng)常應(yīng)用于位置隨動系統(tǒng)中，如數(shù)控機床的定位控制及加工軌跡控制、火炮的瞄準(zhǔn)、雷達天線的跟蹤等。定位控制及加工軌跡控制、火炮的瞄準(zhǔn)、雷達天線的跟蹤等。位置

41、指令裝置位置指令裝置 將希望的位移量轉(zhuǎn)換成給定電信號；將希望的位移量轉(zhuǎn)換成給定電信號；位置反饋裝置位置反饋裝置 將機械負載的實際位置轉(zhuǎn)換成電信號；將機械負載的實際位置轉(zhuǎn)換成電信號；比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié) 將位置信號與給定信號比較，得到偏差信號；將位置信號與給定信號比較，得到偏差信號；位置調(diào)節(jié)器位置調(diào)節(jié)器 保證系統(tǒng)穩(wěn)定并具有滿意的動態(tài)品質(zhì)；保證系統(tǒng)穩(wěn)定并具有滿意的動態(tài)品質(zhì)； 功率放大器功率放大器 控制伺服電動機，向消除偏差的方向旋轉(zhuǎn)?？刂扑欧妱訖C，向消除偏差的方向旋轉(zhuǎn)。 位置隨動系統(tǒng)是一個位置反饋系統(tǒng)：位置隨動系統(tǒng)是一個位置反饋系統(tǒng)：第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 步進電動機可將輸入的電脈

42、沖信號轉(zhuǎn)變成直線位步進電動機可將輸入的電脈沖信號轉(zhuǎn)變成直線位移或角位移，移或角位移，即每輸入一個脈沖，步進電動機就轉(zhuǎn)動一個即每輸入一個脈沖，步進電動機就轉(zhuǎn)動一個角度或前進一步。顯然步進電動機的位移與輸入脈沖的數(shù)角度或前進一步。顯然步進電動機的位移與輸入脈沖的數(shù)目成正比，它的速度與脈沖頻率成正比。目成正比，它的速度與脈沖頻率成正比。 反應(yīng)式、永磁式、永磁反應(yīng)式；反應(yīng)式、永磁式、永磁反應(yīng)式；單相、兩相、多相。單相、兩相、多相。本節(jié)只介紹反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理。本節(jié)只介紹反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理。速起動和制動的特點。被廣泛用于數(shù)控機床、繪圖機和自速起動和制動的特點。被廣泛用于數(shù)控機

43、床、繪圖機和自動記錄儀表等場合。動記錄儀表等場合?？梢酝ㄟ^改變輸入脈沖的頻率進行調(diào)速，具有快可以通過改變輸入脈沖的頻率進行調(diào)速，具有快4.4第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機1324 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子AA C C B B 繞組繞組定子定子轉(zhuǎn)子：有四個齒轉(zhuǎn)子：有四個齒 (或多個齒或多個齒) 無磁性也無繞組無磁性也無繞組三對磁極三對磁極每對磁極上有一相繞組每對磁極上有一相繞組 磁極磁極定子和轉(zhuǎn)子都由硅鋼片疊成。定子和轉(zhuǎn)子都由硅鋼片疊成。 定子磁極上繞組的數(shù)目定子磁極上繞組的數(shù)目即是步進電動機的即是步進電動機的相數(shù)相數(shù)。 工作時將脈沖信號電壓按工作時將脈沖信號電壓按一定的順序加到三相繞組一定的

44、順序加到三相繞組A - A 、B - B 、C - C上。上。4.4第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機1324轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子AA C C B B 繞組繞組磁極磁極三種運行方式：三種運行方式：tttuAAuBBuCC根據(jù)繞組根據(jù)繞組通電通電的的順序，步進電動機順序，步進電動機有以下有以下A相相B相相C相相通電順序：通電順序：A-B-C-A-4.4 輸入繞組的脈沖信號電壓波形，通電三次為一個循環(huán)輸入繞組的脈沖信號電壓波形，通電三次為一個循環(huán)。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機1324轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子AA C C B B 繞組繞組磁極磁極三種運行方式：三種運行方式：tttuAAuBBu

45、CC根據(jù)繞組根據(jù)繞組通電通電的的順序，步進電動機順序，步進電動機有以下有以下輸入繞組的脈沖信號電壓波形，通電三次為一個循環(huán)輸入繞組的脈沖信號電壓波形，通電三次為一個循環(huán)。通電順序：通電順序：AB-BC-CA-AB -4.4 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機1324轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子AA C C B B 繞組繞組磁極磁極三種運行方式：三種運行方式：tttuAAuBBuCC根據(jù)繞組根據(jù)繞組通電通電的的順序，步進電動機順序，步進電動機有以下有以下輸入繞組的脈沖信號電壓波形，通電六次為一個循環(huán)輸入繞組的脈沖信號電壓波形，通電六次為一個循環(huán)。通電順序：通電順序：A-AB-B-BC-C-CA-A-4

46、.4 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機1243A C C B B A C C B B AA C C B B AA124312434.4 定子繞組通電順序：定子繞組通電順序：A-B-C-A 轉(zhuǎn)子總是力圖轉(zhuǎn)到磁阻最小的位置。轉(zhuǎn)子總是力圖轉(zhuǎn)到磁阻最小的位置。定子每個繞組通電一次，轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過定子每個繞組通電一次，轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過30 角。角。定子繞組通電三次完成一個循環(huán)定子繞組通電三次完成一個循環(huán)。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.41243A C C B B A C C B B AA C C B B AA12431243 定子繞組通電順序：定子繞組通電順序：A-C-B-A 定子繞

47、組的通電順序相反，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向也相反定子繞組的通電順序相反，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向也相反。定子繞組通電頻率的大小，決定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的快慢定子繞組通電頻率的大小，決定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的快慢。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.41243A C C B B A C C B B AA C C B B AA12431243定子繞組通電順序：定子繞組通電順序：AB-BC-CA-AB 轉(zhuǎn)子總是力圖轉(zhuǎn)到磁阻最小的位置。轉(zhuǎn)子總是力圖轉(zhuǎn)到磁阻最小的位置。定子繞組每通電一次，轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過定子繞組每通電一次，轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過 30 角。角。 定子繞組每通電一次，轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過定子繞組每通電一次，轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過 15 角。角。定子繞組

48、通電六次完成一個循環(huán)定子繞組通電六次完成一個循環(huán)。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.4 Z 齒數(shù)，齒數(shù)，N 拍數(shù)拍數(shù) 定子每輸入一個脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角，定子每輸入一個脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角，用用 表示，計算公式為表示，計算公式為轉(zhuǎn)速單位轉(zhuǎn)速單位 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分（分（r/min）f 輸入脈沖的頻率（輸入脈沖的頻率（Hz）第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機 小步距角步進電機是通過增加齒數(shù)來實現(xiàn)的。定子每個極上小步距角步進電機是通過增加齒數(shù)來實現(xiàn)的。定子每個極上也要相應(yīng)地開幾個齒，定轉(zhuǎn)子上齒距相同。也要相應(yīng)地開幾個齒，定轉(zhuǎn)子上齒距相同。ACABCB若若 Z = 40，三

49、相三拍，三相三拍 N = 3，則有則有4.4 3340360360NZ minr/50034010006060 NZfn若采用三相六拍若采用三相六拍 N = 6，則有則有 5 . 1640360360NZ minr/25064010006060 NZfn步距角步距角轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速步距角步距角轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機環(huán)形環(huán)形分配器分配器功率功率放大器放大器步進步進電動機電動機負負載載輸入脈沖輸入脈沖： 決定步進電動機定子繞組通電順序和電機轉(zhuǎn)速。決定步進電動機定子繞組通電順序和電機轉(zhuǎn)速。： 分配器輸出的脈沖信號必須經(jīng)過功率放大，才能作為分配器輸出的脈沖信號必須經(jīng)過功率放大，才能作

50、為勵磁電流送到步進電動機定子繞組。勵磁電流送到步進電動機定子繞組。4.4方向指令方向指令 步進電動機的正常工作需要有一個驅(qū)動電源，為電機提供步進電動機的正常工作需要有一個驅(qū)動電源，為電機提供一定頻率的脈沖信號，并按一定的通電順序提供足夠的功率。一定頻率的脈沖信號，并按一定的通電順序提供足夠的功率。輸入脈沖決定轉(zhuǎn)動的速度，方向指令決定通電順序輸入脈沖決定轉(zhuǎn)動的速度，方向指令決定通電順序 (轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向)。第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.4（1）相數(shù)）相數(shù) 定子繞組的數(shù)目定子繞組的數(shù)目 （2）額定電壓額定電壓 通電時，每相定子繞組上的直流電壓值通電時，每相定子繞組上的直流電壓值（3）靜態(tài)電

51、流靜態(tài)電流 靜態(tài)時供給電動機定子每相繞組的最大電流靜態(tài)時供給電動機定子每相繞組的最大電流 （4）最大靜轉(zhuǎn)矩）最大靜轉(zhuǎn)矩 一相繞組通電時轉(zhuǎn)矩的最大值一相繞組通電時轉(zhuǎn)矩的最大值最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Tmax與負載轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩T2的關(guān)系為的關(guān)系為5 . 03 . 02maxTT （5）分配方式分配方式 步進電動機的通電運行方式步進電動機的通電運行方式 （6）步距角步距角 每輸入一個脈沖時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的機械角度每輸入一個脈沖時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的機械角度 （7）步）步距距角誤差角誤差 空載時實際步距角與理論步矩角之差，空載時實際步距角與理論步矩角之差， 是步進電是步進電動機的重要精度指標(biāo)動機的重要精度指標(biāo)第第4章章

52、 其它類型電動機其它類型電動機4.4（1）：步進電動機的轉(zhuǎn)速直接受脈沖頻率的影步進電動機的轉(zhuǎn)速直接受脈沖頻率的影 響，不會受響，不會受電源波動、負載變化及溫度變化等外部條電源波動、負載變化及溫度變化等外部條 件的影響。件的影響。 （2）：在一定頻率范圍內(nèi)，能按要求起動、：在一定頻率范圍內(nèi)，能按要求起動、運行、運行、 反轉(zhuǎn)和停止，能在比較寬的范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率反轉(zhuǎn)和停止，能在比較寬的范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率 進行調(diào)速。進行調(diào)速。 （3）：轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈后，累積誤差等于零。：轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈后，累積誤差等于零。 （4）：步進電動機不用負反饋就能實現(xiàn)高精度的角：步進電動機不用負反饋就能實現(xiàn)高精度的角 度和轉(zhuǎn)速控度和轉(zhuǎn)速控制，特別適用于開環(huán)控制系統(tǒng)，從而降低制，特別適用于開環(huán)控制系統(tǒng)，從而降低 了成本。但在定位精度要求很高時，也可用于閉環(huán)控了成本。但在定位精度要求很高時，也可用于閉環(huán)控 制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。 第第4章章 其它類型電動機其它類型電動機4.4 步進電動機已成為很多數(shù)控系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件。步進電動機已成為很多數(shù)控系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件。 機床工作時，數(shù)控裝置按照運行程序的數(shù)據(jù)和指令，機床工作時，數(shù)控裝置按照運行程序的數(shù)據(jù)和指令，經(jīng)過運算發(fā)出脈沖信號，驅(qū)動電源將