機電傳動控制之控制電機

1第一章概論（0.5h）第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)（1.5h）第三章直流電機（4h）第四章交流電機（6h）第五章控制電機（4h+2h）第六章繼電器－接觸器控制（6h+2h）第七章可編程序控制器（14h+8h）《機電傳動控制》目錄（48h）2

第五章控制電機5.1步進電機5.2直流伺服電動機5.3交流伺服電動機5.4力矩電動機5.5直線電動機3控制電機—將電信號轉(zhuǎn)變成電機軸上的角位移或角速度，要求快速響應(yīng)、精度高、可靠性高、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。用于自動控制、遠距離測量、隨動系統(tǒng)以及計算機裝置中。分類：測量元件、放大元件、執(zhí)行元件和校正元件。4典型閉環(huán)自動控制系統(tǒng)B電流反饋55.1步進電機一、結(jié)構(gòu)和原理磁力線力圖穿過磁阻最小的路徑6二、通電方式三拍：單三拍A→B→C→A

、雙三拍AB→BC→CA→AB六拍：A→AB→B→BC→C→CA→A步距角K—通電系數(shù)，三拍=1、六拍=2M—定子相數(shù)Z—轉(zhuǎn)子齒數(shù)轉(zhuǎn)速7三、步距角細(xì)分不細(xì)分時：Ⅰ點細(xì)分時:Ⅱ

點通過電流控制8四、步進電機的主要特性1、矩角特性2、啟動慣頻特性最大靜轉(zhuǎn)矩TSmax負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須≤最大靜轉(zhuǎn)矩的30~50%啟動頻率：空載時，轉(zhuǎn)子從靜止到不失步進入正常運行所允許的最高啟動頻率。電角度轉(zhuǎn)子齒與定子齒錯開1/4齒距9四、步進電機的主要特性3、運行頻率特性4、矩頻特性10四、步進電機的主要特性5、精度最大步距誤差：電機旋轉(zhuǎn)一周相鄰兩步之間實際步距和理想步距的最大差值。

最大累計誤差：旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)從任意位置開始經(jīng)過任意步之后，角位移誤差的最大值。五、步進電動機的應(yīng)用電子鐘表、工業(yè)機器手、包裝機械、回轉(zhuǎn)工作臺、數(shù)控機床等需要控制和定位的場合。11125.2直流伺服電動機輸出功率：1~600W一、電原理圖13機械特性（調(diào)UC或Φ）調(diào)節(jié)特性電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系（負(fù)載一定）無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象二、機械特性14三、特點及應(yīng)用范圍種類勵磁方式特點適用范圍普通電磁或永磁似普通直流電機，細(xì)長。一般系統(tǒng)無槽電樞電磁或永磁電樞繞組粘在光滑圓柱體表面快速、功率大印刷繞組永磁盤形薄板上印制繞組低速、正反轉(zhuǎn)頻繁空心杯電樞永磁繞組用環(huán)氧樹脂澆注，置于內(nèi)外定子間快速啟停結(jié)構(gòu)簡圖15空心杯轉(zhuǎn)子16應(yīng)用：導(dǎo)彈的飛行方向快速調(diào)節(jié)，高倍率光驅(qū)的隨動控制，快速自動調(diào)焦，高靈敏的記錄和檢測設(shè)備，工業(yè)機器人等；玩具（玩具車，航模等）、美容按摩產(chǎn)品（洗臉?biāo)?，臉部按摩器等）、生活日用品（電動牙刷，洗頭刷，直發(fā)器等）。175.3交流伺服電動機

特點1.調(diào)速范圍寬廣，能在調(diào)速范圍內(nèi)連續(xù)平滑調(diào)速。2.轉(zhuǎn)子的慣性小，即能實現(xiàn)迅速啟動、停車。3.輸出功率小(100瓦以下)，過載能力強（最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍左右），可靠性好。應(yīng)用

物料計量、橫封裝置、供送物流系統(tǒng)、數(shù)控機床等。18一、結(jié)構(gòu)和原理無刷直流電動機（BDCM）定子電流為方波永磁同步電動機（PMSM）定子電流為正弦波19二、無刷直流電動機1、結(jié)構(gòu)電子換相器與繞組的連接轉(zhuǎn)子位置檢測器安裝位置相距120°電角度20二、無刷直流電動機2、轉(zhuǎn)子位置檢測器1）光電式2）電磁式3）接近開關(guān)式定子轉(zhuǎn)子與電機轉(zhuǎn)子同軸21二、無刷直流電動機3、無刷直流電動機的工作（換相）原理通過逆變器功率管按一定的規(guī)律導(dǎo)通、關(guān)斷，使電動機定子電樞產(chǎn)生按60°電角度不斷前進的磁勢，帶動電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。轉(zhuǎn)子位置與換相的關(guān)系YABZXC162345定子磁場轉(zhuǎn)子YABZXC定子磁場轉(zhuǎn)子YABZXC定子磁場轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過60°電角度，就有一只晶體管換流，以使定子磁場(跳躍式旋轉(zhuǎn))與轉(zhuǎn)子磁場（連續(xù)旋轉(zhuǎn)）同步。扇區(qū)1#6#5#4#3#2#通電相序ACBCBAC導(dǎo)通管1，21，65，65，43，43，224而直流伺服電機Fa與Fr始終垂直，所以Tm是平穩(wěn)的25三、正弦波永磁同步電動機為了使Fa與Fr始終垂直，并連續(xù)同步旋轉(zhuǎn)，保證Tm平穩(wěn)。旋轉(zhuǎn)變壓器或光電編碼器用于數(shù)控機床、加工中心、工業(yè)機器人265.4力矩電動機一、結(jié)構(gòu)（LY）1、定子2、電樞3、刷架扁平狀：長度和徑向之比為0.2左右5.1927

二、轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低1.轉(zhuǎn)矩大的原因2.轉(zhuǎn)速低的原因28

三、特點和應(yīng)用特點：堵轉(zhuǎn)矩大而不損壞，精度高，反應(yīng)速度快，線性度好。應(yīng)用：數(shù)控機床、衛(wèi)星天線、雷達天線的驅(qū)動等；電線電纜、紡織、金屬加工、造紙等加工時的卷繞；焊接自動控制系統(tǒng)。295.5直線電動機

異步、直流和步進三種

一、結(jié)構(gòu)5.20定子動子305.2131二、工作原理行波磁場同步線速5.2232三、特點及應(yīng)用特點：1.無中間傳動裝置，系統(tǒng)簡單、減小振動和噪音。2.響應(yīng)快、加速和減速時間短，可快速啟動和正反轉(zhuǎn)。3.散熱良好，額定值高，對啟動的限制小。4.裝配靈活。應(yīng)用：吊車傳動、金屬傳送帶、沖壓和鍛壓機床、懸掛式車輛傳動、工件傳送系統(tǒng)、高速切削機床（100m/min）、電動門、電動窗簾的開閉、電磁炮、彈射器及高速電