機電傳動控制3控制電機課件

目錄·第3章

第3章控制電機3-1伺服電動機3-2微型同步電動機3-3測速發(fā)電機3-4步進電動機3-5直線電動機3-6旋轉(zhuǎn)變壓器3-7感應(yīng)同步器目錄·第3章第3章控制電機1第3章控制電機

①了解機電傳動控制系統(tǒng)中一些常用控制電機基本結(jié)構(gòu)；

②掌握控制電機基本工作原理、主要運行特性及特點；

③了解控制電機的應(yīng)用場所，以便正確選用和使用它們。

掌握常用控制電動機基本工作原理，運行特性與特點。交流伺服電動機“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象及消除該現(xiàn)象的原理。重點難點基本要求第3章控制電機①了解機電傳動控制系統(tǒng)中一些常用控制電機2第3章控制電機概述控制電機與普通電機比較：

控制電機與普通電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理大體相同；

普通電機的主要作用是進行能量轉(zhuǎn)換，

控制電機的主要作用是完成信息的傳遞和變換。對控制電機的基本要求:

①具有良好的可控性，即易于控制和調(diào)節(jié)；

②具有快速的響應(yīng)性能，即要有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和較小的轉(zhuǎn)動慣量；

③精確度要高，誤差要小。第3章控制電機概述控制電機與普通電機比較：3第3章控制電機交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)

是一種小型或微型兩相異步電動機。交流伺服電動機的原理

與電容分相式單相異步電動機相同。交流伺服電動機特點結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護簡便、轉(zhuǎn)動慣量小，廣泛用于功率較小的控制系統(tǒng)中。3-1伺服電動機交流伺服電動機的原理圖勵磁繞組控制繞組SM～一、交流伺服電動機第3章控制電機交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)3-1伺服電動機交4第3章控制電機

“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象如果交流伺服電動機參數(shù)與一般的單相異步電動機一樣，那么當(dāng)控制信號消失時，電機轉(zhuǎn)速雖會下降些，但仍會繼續(xù)不停地轉(zhuǎn)動。這種失控現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”。

“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的消除要求交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子電阻值設(shè)計得很大，使電機在失去控制信號而單相運行時，正轉(zhuǎn)矩或負轉(zhuǎn)矩的最大值均出現(xiàn)在sm＞1的地方。

交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速控制方式①幅值控制②相位控制③幅相控制3-1伺服電動機一、交流伺服電動機第3章控制電機“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象3-1伺服電動機一、交流5第3章控制電機3-1伺服電動機交流伺服電動機的機械特性①勵磁和控制繞組通電②勵磁繞組通電①②轉(zhuǎn)子電阻設(shè)計得很大②運行繞組通電①運行和起動繞組通電普通單相電動機的機械特性“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的消除TLTLTL①②“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象B控制信號＝0轉(zhuǎn)速＝0AA0一、交流伺服電動機A0A正常工作點B0控制信號＝0轉(zhuǎn)速≠0第3章控制電機3-1伺服電動機交流伺服電動機的機械特6第3章控制電機幅值控制接線圖相位控制接線圖幅值-相位控制接線圖交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速控制方式f－勵磁繞組k－控制繞組3-1伺服電動機一、交流伺服電動機第3章控制電機幅值控制相位控制幅值-相位交流伺服電動機7第3章控制電機幅值控制接線圖交流伺服電動機幅值控制時的機械特性在一定的負載轉(zhuǎn)矩下，控制電壓Uk大小變化時，轉(zhuǎn)速n與電壓Uk成正比變化，Uk=0V時，能立即停止。Uk的極性改變時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向改變。Uk＝U1＞U2＞U3

＞U4f－勵磁繞組k－控制繞組3-1伺服電動機一、交流伺服電動機第3章控制電機幅值控制交流伺服電動機幅值控制時的機械特性8第3章控制電機

直流伺服電動機是一種小型直流電機，它能將直流信號電壓轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸上的角位移或角速度，以完成一定的控制任務(wù)。

其控制方式有電樞控制和磁場控制兩種。直流伺服電動機啟動轉(zhuǎn)矩大、特性較硬且線性度好、調(diào)節(jié)范圍廣、體積小、效率高，因此一般用于功率較大的控制系統(tǒng)中。3-1伺服電動機二、直流伺服電動機第3章控制電機直流伺服電動機是一種小型直流電機，3-19第3章控制電機SM—勵磁電壓電樞電壓直流伺服電動機電樞控制時的機械特性勵磁電壓Uf不變時，在一定的負載轉(zhuǎn)矩下，

電樞電壓Uk大小變化時，轉(zhuǎn)速n與電壓Uk成正比變化，Uk=0V時，能立即停止。Uk的極性改變時，電樞的轉(zhuǎn)向改變。Uk＝U1＞U2＞U3

直流伺服電動機的原理圖3-1伺服電動機二、直流伺服電動機第3章控制電機SM勵磁電樞直流伺服電動機電樞控制時的機械10第3章控制電機

力矩電動機是一種能夠長期處于啟動(堵轉(zhuǎn))狀態(tài)下工作的低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行電機。

直流力矩電動機的工作原理和直流伺服電動機相同，僅在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，力矩電動機一般作成扁平形。

它主要采用永磁式電樞控制方式。

它反應(yīng)速度快、特性硬度大且線性度好、精度高，能在堵轉(zhuǎn)和低速下運行，特別適用于對速度和位置的控制精度要求很高的系統(tǒng)中。

它與高精度的檢測元件、放大元件和校正環(huán)節(jié)等組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速低達每天轉(zhuǎn)1/4轉(zhuǎn)，調(diào)速范圍達幾萬至幾十萬，位置精度達到角度的秒級。

3-1伺服電動機三、力矩電動機第3章控制電機力矩電動機是一種能夠長期處于啟動(堵轉(zhuǎn))11第3章控制電機直流力矩電動機(a)分裝式(b)內(nèi)裝式3-1伺服電動機三、力矩電動機第3章控制電機直流力矩電動機(a)分裝式(b)內(nèi)裝式3-12第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床伺服系統(tǒng)組成第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床伺服系統(tǒng)組成13第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例①半閉環(huán)脈沖比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖②閉環(huán)脈沖比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖數(shù)控機床的位置控制驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)角度運動部件實際位置第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例①②數(shù)控機床的位置控制驅(qū)14第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③半閉環(huán)相位比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖①半閉環(huán)脈沖比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③①15第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③半閉環(huán)相位比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖④閉環(huán)相位比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③④16第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③半閉環(huán)相位比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖⑤半閉環(huán)幅值比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③⑤17第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制⑤半閉環(huán)幅值比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖⑥閉環(huán)幅值比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制⑤⑥18第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制幅值比較相位比較脈沖比較伺服系統(tǒng)框圖半閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)⑥⑤④③②①第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制幅值相19第3章控制電機3-2微型同步電動機

微型同步電動機的定子與異步電動機基本相同，有三相或單相之分；轉(zhuǎn)子有永磁式、磁阻式和磁滯式之分；

工作原理與一般同步電動機基本相同；永磁式和磁阻式的啟動也常采用異步啟動法。永磁式的可用于高速或低速的自動裝置中，磁阻式電磁減速同步電動機常用于低速的場合，廣泛應(yīng)用于儀器儀表及無線電設(shè)備中。第3章控制電機3-2微型同步電動機微型同步電動機的20第3章控制電機3-3測速發(fā)電機

測速發(fā)電機是一種將轉(zhuǎn)速信號變換成電信號的元件，輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。在自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。交流測速發(fā)電機主要是異步測速發(fā)電機，它的結(jié)構(gòu)與交流伺服電動機基本相同，區(qū)別僅在于定子上有一個繞組是作為感應(yīng)電勢的輸出繞組；

直流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)和原理與普通直流發(fā)電機基本相同。交流異步測速發(fā)電機和直流測速發(fā)電機各有優(yōu)缺點，選用時應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實際要求綜合考慮。

第3章控制電機3-3測速發(fā)電機測速發(fā)電機是一種將轉(zhuǎn)21第3章控制電機3-4步進電動機一、基本結(jié)構(gòu)

步進電動機與一般電動機相比，它們的結(jié)構(gòu)相似，由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。

但步進電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或直線運動的執(zhí)行部件。

步進電動機定子上裝有一定相數(shù)的勵磁繞組，轉(zhuǎn)子本身沒有勵磁繞組的叫“反應(yīng)式步進電動機”，用永久磁鐵做轉(zhuǎn)子的叫“永磁式步進電動機”。

第3章控制電機3-4步進電動機一、基本結(jié)構(gòu)步進電22第3章控制電機小步距角三相反應(yīng)式步進電動機三相反應(yīng)式步進電動機結(jié)構(gòu)簡圖3-4步進電動機一、基本結(jié)構(gòu)

第3章控制電機小步距角三相反應(yīng)式3-4步進電動機一、23第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

步進電動機的工作原理就是電磁鐵的工作原理。

每當(dāng)定子繞組接收一個電脈沖時，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)過一個固定的角度，這個角度即稱為步距角。因為每通電一次，即運行一拍，轉(zhuǎn)子就走一步，故步距角：θb＝步距/拍數(shù)＝360°/Z×拍數(shù)＝360°/Kmz

式中，K為狀態(tài)系數(shù)（如單三拍、雙三拍時K=1，單、雙六拍時K=2）；

m表示電動機的相數(shù)；z為轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。當(dāng)電動機相數(shù)m和轉(zhuǎn)子齒數(shù)z一定（即電機結(jié)構(gòu)一定）時，則步進電機的轉(zhuǎn)速取決于輸入電脈沖的頻率和通電方式，即：n＝60f/Kmz(r

/min)，其中，f

為電脈沖的頻率。第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理步進電24第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

反應(yīng)式步進電機工作原理圖三相單三拍運行方式第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理反應(yīng)式步25第3章控制電機0°30°60°反應(yīng)式步進電機工作原理圖0°15°30°三相單、雙六拍A→AB→B↑

↓

CA←C←BC三相單三拍

A→B→C3-4步進電動機二、工作原理

思考：相數(shù)m為二相、四相、五相、六相…第3章控制電機0°30°60°反應(yīng)式步進電機工作原理圖026第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

電動機的定、轉(zhuǎn)子展開圖小步距角三相反應(yīng)式步進電動機第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理電動機的27第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

電動機的定、轉(zhuǎn)子展開圖步進電動機的轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的關(guān)系第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理電動機的28第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

靜態(tài)運行特性：不改變通電情況的運行狀態(tài)稱為靜態(tài)運行。失調(diào)角

：定子齒與轉(zhuǎn)子齒中心線之間的夾角(電角度)。矩角特性：靜轉(zhuǎn)矩和失調(diào)角之間的特性曲線，步進電動機的工作過程就是實現(xiàn)失調(diào)角為零的過程步進電動機的轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的關(guān)系第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理靜態(tài)運行29第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

步進電動機的矩角特性步進電動機的轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的關(guān)系第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理步進電動30第3章控制電機步進電動機空載運行狀態(tài)靜穩(wěn)定區(qū)：正在通電的繞組的靜穩(wěn)定區(qū)稱之為靜穩(wěn)定區(qū)A相通電時－<<為靜穩(wěn)定區(qū)動穩(wěn)定區(qū)：下一個通電繞組的靜穩(wěn)定區(qū)稱之為動穩(wěn)定區(qū)在換接的瞬間轉(zhuǎn)子的位置只要停留在此區(qū)域內(nèi)就能趨向新的穩(wěn)定平衡點b3-4步進電動機二、工作原理

第3章控制電機步進電動機空載運行狀態(tài)靜穩(wěn)定區(qū)：正在通電的31第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

步進電動機負載運行狀態(tài)負載運行時，轉(zhuǎn)子每一步必須停留在動穩(wěn)定區(qū)內(nèi)而且在每一步的平衡點下一相通電的靜轉(zhuǎn)矩

T>TL能帶負載作步進運行的最大值TLmax即是兩相矩角曲線交點處的電機靜轉(zhuǎn)矩第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理步進電動32第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

在實際應(yīng)用中，對于三相步進電動機來說，由于單三拍通電方式容易失步，穩(wěn)定性差，一般很少采用。三相六拍通電方式比三相單三拍通電方式步距角小一半，在切換時保持一相繞組通電，工作穩(wěn)定，比單三拍增大了穩(wěn)定區(qū)。

所以三相步進電動機常采用三相六拍的控制方式。

三、性能指標

①步距角β②最大靜轉(zhuǎn)矩TSmax

③空載啟動頻率fost④精度△β。

第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理在實際33第3章控制電機3-5直線電動機

直線電動機是一種能直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運動的伺服驅(qū)動部件，與普通直流電動機、異步電動機等的工作原理相同；

在結(jié)構(gòu)型式上一般把定子與轉(zhuǎn)子作成初級與次級長度不等的平面，把一方固定不動，而另一方在電磁力的推動下作直線運動。

機械特性、調(diào)速特性等均與普通電動機相同。

在一些作直線運動的場所，采用直線電動機作驅(qū)動部件，可簡化機構(gòu)、提高精度、減少振動和噪聲，加快過渡過程、改善散熱條件，

但它有效率與功率因數(shù)較低等缺點。

第3章控制電機3-5直線電動機直線電動機是一種能直34第3章控制電機由旋轉(zhuǎn)式異步電動機展開的直線異步電動機3-5直線電動機第3章控制電機由旋轉(zhuǎn)式異步電動機3-5直線電動機35目錄·第3章

第3章控制電機3-1伺服電動機3-2微型同步電動機3-3測速發(fā)電機3-4步進電動機3-5直線電動機3-6旋轉(zhuǎn)變壓器3-7感應(yīng)同步器目錄·第3章第3章控制電機36第3章控制電機

①了解機電傳動控制系統(tǒng)中一些常用控制電機基本結(jié)構(gòu)；

②掌握控制電機基本工作原理、主要運行特性及特點；

③了解控制電機的應(yīng)用場所，以便正確選用和使用它們。

掌握常用控制電動機基本工作原理，運行特性與特點。交流伺服電動機“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象及消除該現(xiàn)象的原理。重點難點基本要求第3章控制電機①了解機電傳動控制系統(tǒng)中一些常用控制電機37第3章控制電機概述控制電機與普通電機比較：

控制電機與普通電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理大體相同；

普通電機的主要作用是進行能量轉(zhuǎn)換，

控制電機的主要作用是完成信息的傳遞和變換。對控制電機的基本要求:

①具有良好的可控性，即易于控制和調(diào)節(jié)；

②具有快速的響應(yīng)性能，即要有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和較小的轉(zhuǎn)動慣量；

③精確度要高，誤差要小。第3章控制電機概述控制電機與普通電機比較：38第3章控制電機交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)

是一種小型或微型兩相異步電動機。交流伺服電動機的原理

與電容分相式單相異步電動機相同。交流伺服電動機特點結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護簡便、轉(zhuǎn)動慣量小，廣泛用于功率較小的控制系統(tǒng)中。3-1伺服電動機交流伺服電動機的原理圖勵磁繞組控制繞組SM～一、交流伺服電動機第3章控制電機交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)3-1伺服電動機交39第3章控制電機

“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象如果交流伺服電動機參數(shù)與一般的單相異步電動機一樣，那么當(dāng)控制信號消失時，電機轉(zhuǎn)速雖會下降些，但仍會繼續(xù)不停地轉(zhuǎn)動。這種失控現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”。

“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的消除要求交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子電阻值設(shè)計得很大，使電機在失去控制信號而單相運行時，正轉(zhuǎn)矩或負轉(zhuǎn)矩的最大值均出現(xiàn)在sm＞1的地方。

交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速控制方式①幅值控制②相位控制③幅相控制3-1伺服電動機一、交流伺服電動機第3章控制電機“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象3-1伺服電動機一、交流40第3章控制電機3-1伺服電動機交流伺服電動機的機械特性①勵磁和控制繞組通電②勵磁繞組通電①②轉(zhuǎn)子電阻設(shè)計得很大②運行繞組通電①運行和起動繞組通電普通單相電動機的機械特性“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的消除TLTLTL①②“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象B控制信號＝0轉(zhuǎn)速＝0AA0一、交流伺服電動機A0A正常工作點B0控制信號＝0轉(zhuǎn)速≠0第3章控制電機3-1伺服電動機交流伺服電動機的機械特41第3章控制電機幅值控制接線圖相位控制接線圖幅值-相位控制接線圖交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速控制方式f－勵磁繞組k－控制繞組3-1伺服電動機一、交流伺服電動機第3章控制電機幅值控制相位控制幅值-相位交流伺服電動機42第3章控制電機幅值控制接線圖交流伺服電動機幅值控制時的機械特性在一定的負載轉(zhuǎn)矩下，控制電壓Uk大小變化時，轉(zhuǎn)速n與電壓Uk成正比變化，Uk=0V時，能立即停止。Uk的極性改變時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向改變。Uk＝U1＞U2＞U3

＞U4f－勵磁繞組k－控制繞組3-1伺服電動機一、交流伺服電動機第3章控制電機幅值控制交流伺服電動機幅值控制時的機械特性43第3章控制電機

直流伺服電動機是一種小型直流電機，它能將直流信號電壓轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸上的角位移或角速度，以完成一定的控制任務(wù)。

其控制方式有電樞控制和磁場控制兩種。直流伺服電動機啟動轉(zhuǎn)矩大、特性較硬且線性度好、調(diào)節(jié)范圍廣、體積小、效率高，因此一般用于功率較大的控制系統(tǒng)中。3-1伺服電動機二、直流伺服電動機第3章控制電機直流伺服電動機是一種小型直流電機，3-144第3章控制電機SM—勵磁電壓電樞電壓直流伺服電動機電樞控制時的機械特性勵磁電壓Uf不變時，在一定的負載轉(zhuǎn)矩下，

電樞電壓Uk大小變化時，轉(zhuǎn)速n與電壓Uk成正比變化，Uk=0V時，能立即停止。Uk的極性改變時，電樞的轉(zhuǎn)向改變。Uk＝U1＞U2＞U3

直流伺服電動機的原理圖3-1伺服電動機二、直流伺服電動機第3章控制電機SM勵磁電樞直流伺服電動機電樞控制時的機械45第3章控制電機

力矩電動機是一種能夠長期處于啟動(堵轉(zhuǎn))狀態(tài)下工作的低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行電機。

直流力矩電動機的工作原理和直流伺服電動機相同，僅在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，力矩電動機一般作成扁平形。

它主要采用永磁式電樞控制方式。

它反應(yīng)速度快、特性硬度大且線性度好、精度高，能在堵轉(zhuǎn)和低速下運行，特別適用于對速度和位置的控制精度要求很高的系統(tǒng)中。

它與高精度的檢測元件、放大元件和校正環(huán)節(jié)等組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速低達每天轉(zhuǎn)1/4轉(zhuǎn)，調(diào)速范圍達幾萬至幾十萬，位置精度達到角度的秒級。

3-1伺服電動機三、力矩電動機第3章控制電機力矩電動機是一種能夠長期處于啟動(堵轉(zhuǎn))46第3章控制電機直流力矩電動機(a)分裝式(b)內(nèi)裝式3-1伺服電動機三、力矩電動機第3章控制電機直流力矩電動機(a)分裝式(b)內(nèi)裝式3-47第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床伺服系統(tǒng)組成第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床伺服系統(tǒng)組成48第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例①半閉環(huán)脈沖比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖②閉環(huán)脈沖比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖數(shù)控機床的位置控制驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)角度運動部件實際位置第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例①②數(shù)控機床的位置控制驅(qū)49第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③半閉環(huán)相位比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖①半閉環(huán)脈沖比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③①50第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③半閉環(huán)相位比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖④閉環(huán)相位比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③④51第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③半閉環(huán)相位比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖⑤半閉環(huán)幅值比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制③⑤52第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制⑤半閉環(huán)幅值比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖⑥閉環(huán)幅值比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制⑤⑥53第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制幅值比較相位比較脈沖比較伺服系統(tǒng)框圖半閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)⑥⑤④③②①第3章控制電機伺服電動機應(yīng)用舉例數(shù)控機床的位置控制幅值相54第3章控制電機3-2微型同步電動機

微型同步電動機的定子與異步電動機基本相同，有三相或單相之分；轉(zhuǎn)子有永磁式、磁阻式和磁滯式之分；

工作原理與一般同步電動機基本相同；永磁式和磁阻式的啟動也常采用異步啟動法。永磁式的可用于高速或低速的自動裝置中，磁阻式電磁減速同步電動機常用于低速的場合，廣泛應(yīng)用于儀器儀表及無線電設(shè)備中。第3章控制電機3-2微型同步電動機微型同步電動機的55第3章控制電機3-3測速發(fā)電機

測速發(fā)電機是一種將轉(zhuǎn)速信號變換成電信號的元件，輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。在自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。交流測速發(fā)電機主要是異步測速發(fā)電機，它的結(jié)構(gòu)與交流伺服電動機基本相同，區(qū)別僅在于定子上有一個繞組是作為感應(yīng)電勢的輸出繞組；

直流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)和原理與普通直流發(fā)電機基本相同。交流異步測速發(fā)電機和直流測速發(fā)電機各有優(yōu)缺點，選用時應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實際要求綜合考慮。

第3章控制電機3-3測速發(fā)電機測速發(fā)電機是一種將轉(zhuǎn)56第3章控制電機3-4步進電動機一、基本結(jié)構(gòu)

步進電動機與一般電動機相比，它們的結(jié)構(gòu)相似，由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。

但步進電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或直線運動的執(zhí)行部件。

步進電動機定子上裝有一定相數(shù)的勵磁繞組，轉(zhuǎn)子本身沒有勵磁繞組的叫“反應(yīng)式步進電動機”，用永久磁鐵做轉(zhuǎn)子的叫“永磁式步進電動機”。

第3章控制電機3-4步進電動機一、基本結(jié)構(gòu)步進電57第3章控制電機小步距角三相反應(yīng)式步進電動機三相反應(yīng)式步進電動機結(jié)構(gòu)簡圖3-4步進電動機一、基本結(jié)構(gòu)

第3章控制電機小步距角三相反應(yīng)式3-4步進電動機一、58第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

步進電動機的工作原理就是電磁鐵的工作原理。

每當(dāng)定子繞組接收一個電脈沖時，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)過一個固定的角度，這個角度即稱為步距角。因為每通電一次，即運行一拍，轉(zhuǎn)子就走一步，故步距角：θb＝步距/拍數(shù)＝360°/Z×拍數(shù)＝360°/Kmz

式中，K為狀態(tài)系數(shù)（如單三拍、雙三拍時K=1，單、雙六拍時K=2）；

m表示電動機的相數(shù)；z為轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。當(dāng)電動機相數(shù)m和轉(zhuǎn)子齒數(shù)z一定（即電機結(jié)構(gòu)一定）時，則步進電機的轉(zhuǎn)速取決于輸入電脈沖的頻率和通電方式，即：n＝60f/Kmz(r

/min)，其中，f

為電脈沖的頻率。第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理步進電59第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

反應(yīng)式步進電機工作原理圖三相單三拍運行方式第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理反應(yīng)式步60第3章控制電機0°30°60°反應(yīng)式步進電機工作原理圖0°15°30°三相單、雙六拍A→AB→B↑

↓

CA←C←BC三相單三拍

A→B→C3-4步進電動機二、工作原理

思考：相數(shù)m為二相、四相、五相、六相…第3章控制電機0°30°60°反應(yīng)式步進電機工作原理圖061第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

電動機的定、轉(zhuǎn)子展開圖小步距角三相反應(yīng)式步進電動機第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理電動機的62第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

電動機的定、轉(zhuǎn)子展開圖步進電動機的轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的關(guān)系第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理電動機的63第3章控制電機3-4步進電動機二、工作原理

靜態(tài)運行特性：不改