控制電機(jī)種類

控制電機(jī)的種類和特點控制電機(jī)的種類和特點：種類：伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，測速電機(jī)。特點：伺服電機(jī)是將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降，體積小，重量輕，輸出功率和轉(zhuǎn)矩大，方便調(diào)試。步進(jìn)電機(jī)是將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。一是過載性好。其轉(zhuǎn)速不受負(fù)載大小的影響，不像普通電機(jī)，當(dāng)負(fù)載加大時就會出現(xiàn)速度下降的情況，所以步進(jìn)電機(jī)使用在對速度和位置都有嚴(yán)格要求的場合；二是控制方便。步進(jìn)電機(jī)是以“步”為單位旋轉(zhuǎn)的，數(shù)字特征比較明顯，這樣就給計算機(jī)控制帶來了很大的方便，反過來，計算機(jī)的出現(xiàn)也為步進(jìn)電機(jī)開辟了更為廣闊的使用市場；三是整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單。傳統(tǒng)的機(jī)械速度和位置控制結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整困難，使用步進(jìn)電機(jī)后，使得整機(jī)的結(jié)構(gòu)變得簡單和緊湊。測速電機(jī)是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電壓，并傳遞到輸入端作為反饋信號。測速電機(jī)為一種輔助型電機(jī)，在普通直流電機(jī)的尾端安裝測速電機(jī)，通過測速電機(jī)所產(chǎn)生的電壓反饋給直流電源，來達(dá)到控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的！伺服電機(jī)：是在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)，是一種補助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器。作為液壓閥控制器的伺服電機(jī)，屬于功率很小的微特電機(jī)，以永磁式直流伺服電機(jī)和并激式直流伺服電機(jī)最為常用。伺服電機(jī)的種類與區(qū)別伺服電機(jī)的作用：伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確。伺服電機(jī)的分類：直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。直流伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速與輸入電壓成正比，并能實現(xiàn)正反向速度控制。具有起動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，控制方便等優(yōu)點，但換向電刷的磨損和易產(chǎn)生火花會影響其使用壽命。近年來出現(xiàn)的無刷直流伺服電機(jī)避免了電刷摩擦和換向干擾，因此靈敏度高，死區(qū)小，噪聲低，壽命長，對周圍電子設(shè)備干擾小。直流伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速/輸入電壓的傳遞函數(shù)可近似視為一階遲后環(huán)節(jié)，其機(jī)電時間常數(shù)一般大約在十幾毫秒到幾十毫秒之間。而某些低慣量直流伺服電機(jī)（如空心杯轉(zhuǎn)子型、印刷繞組型、無槽型）的時間常數(shù)僅為幾毫秒到二十毫秒。小功率規(guī)格的直流伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速在3000r/min以上，甚至大于10000r/min。因此作為液壓閥的控制器需配用高速比的減速器。而直流力矩伺服電機(jī)（即低速直流伺服電機(jī)）可在幾十轉(zhuǎn)/分的低速下，甚至在長期堵轉(zhuǎn)的條件下工作，故可直接驅(qū)動被控件而不需減速直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。無刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜，容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運動控制中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。交流伺服電機(jī)的工作原理伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。交流伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功能上有什么區(qū)別？交流伺服要好一些，因為是正弦波控制，轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單，便宜。永磁交流伺服電動機(jī)20世紀(jì)80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機(jī)和伺服驅(qū)動器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)巳成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國巳經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機(jī)伺服驅(qū)動。交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動機(jī)同直流伺服電動機(jī)比較，主要優(yōu)點有：⑴無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護(hù)和保養(yǎng)要求低。⑵定子繞組散熱比較方便。⑶慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。⑷適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。⑸同功率下有較小的體積和重量。1、什么是步進(jìn)電機(jī)?步進(jìn)電機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)及工作原理2009-2-5來源：閱讀：3651次我要收藏步進(jìn)式伺服驅(qū)動系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)。它受驅(qū)動控制線路的控制，將代表進(jìn)給脈沖的電平信號直接變換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移，并通過齒輪和絲杠帶動工作臺移動。由于該系統(tǒng)沒有反饋檢測環(huán)節(jié)，它的精度較差，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制。但它的結(jié)構(gòu)和控制簡單、容易調(diào)整，故在速度和精度要求不太高的場合具有一定的使用價值。步進(jìn)電機(jī)的種類步進(jìn)電機(jī)的分類方式很多，常見的分類方式有按產(chǎn)生力矩的原理、按輸出力矩的大小以及按定子和轉(zhuǎn)子的數(shù)量進(jìn)行分類等。根據(jù)不同的分類方式，可將步進(jìn)電機(jī)分為多種類型，如表5-1所示。表5-1步進(jìn)電機(jī)的分類分類方式具體類型按力矩產(chǎn)生的原理（1） 反應(yīng)式：轉(zhuǎn)子無繞組，由被激磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實現(xiàn)步進(jìn)運行（2） 激磁式：定、轉(zhuǎn)子均有激磁繞組（或轉(zhuǎn)子用永久磁鋼），由電磁力矩實現(xiàn)步進(jìn)運行按輸出力矩大?。?） 伺服式：輸出力矩在百分之幾之幾至十分之幾（N?m）只能驅(qū)動較小的負(fù)載，要與液壓扭矩放大器配用，才能驅(qū)動機(jī)床工作臺等較大的負(fù)載（2） 功率式：輸出力矩在5-50N-m以上，可以直接驅(qū)動機(jī)床工作臺等較大的負(fù)載按定子數(shù)（1）單定子式（2）雙定子式（3）三定子式（4）多定子式徑向分布式：電機(jī)各相按圓周依次排列按各相繞組分布軸向分布式：電機(jī)各相按軸向依次排列步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)目前，我國使用的步進(jìn)電機(jī)多為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。在反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)中，有軸向分相和徑向分相兩種，如表5--1所述。圖5--2是一典型的單定子、徑向分相、反應(yīng)式伺服步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。它與普通電機(jī)一樣，分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分，其中定子又分為定子鐵心和定子繞組。定子鐵心由電工鋼片疊壓而成，其形狀如圖中所示。定子繞組是繞置在定子鐵心6個均勻分布的齒上的線圈，在直徑方向上相對的兩個齒上的線圈串聯(lián)在一起，構(gòu)成一相控制繞組。圖5--2所示的步進(jìn)電機(jī)可構(gòu)成三相控制繞組，故也稱三相步進(jìn)電機(jī)。若任一相繞組通電，便形成一組定子磁極，其方向即圖中所示的NS極。在定子的每個磁極上，即定子鐵心上的每個齒上又開了5個小齒，齒槽等寬，齒間夾角為9°，轉(zhuǎn)子上沒有繞組，只有均勻分布的40個小齒，齒槽也是等寬的，齒間夾角也是9°，與磁極上的小齒一致。此外，三相定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯開1/3齒距，如圖5--3所示。當(dāng)A相磁極上的小齒與轉(zhuǎn)子上的小齒對齊時，B相磁極上的齒剛好超前(或滯后)轉(zhuǎn)子齒1/3齒距角，C相磁極齒超前(或滯后)轉(zhuǎn)子齒2/3齒距角。圖5-2單定子徑向分相反應(yīng)式伺服步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖圖5-3步進(jìn)電機(jī)的齒距圖5--4是一個五定子、軸向分相、反應(yīng)式伺服步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。從圖中可以看出，步進(jìn)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子在軸向分為五段，每一段都形成獨立的一相定子鐵心、定子繞組和轉(zhuǎn)子，圖5--5所示的是其中的一段。各段定子鐵心形如內(nèi)齒輪，由硅鋼片疊成。轉(zhuǎn)子形如外齒輪，也由硅鋼片制成。各段定子上的齒在圓周方向均勻分布，彼此之間錯開1/5齒距，其轉(zhuǎn)子齒彼此不錯位。當(dāng)設(shè)置在定子鐵心環(huán)形槽內(nèi)的定子繞組通電時，形成一相環(huán)形繞組，構(gòu)成圖中所示的磁力線。除上面介紹的兩種形式的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)之外，常見的步進(jìn)電機(jī)還有永磁式步進(jìn)電機(jī)和永磁反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，它們的結(jié)構(gòu)雖不相同，但工作原理相同。步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)的工作原理實際上是電磁鐵的作用原理。圖5--6是一種最簡單的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，下面以它為例來說明步進(jìn)電機(jī)的工作原理。圖5--6(a)中，當(dāng)A相繞組通以直流電流時，根據(jù)電磁學(xué)原理，便會在AA方向上產(chǎn)生一磁場，在磁場電磁力的作用下，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的齒與定子AA磁極上的齒對齊。若A相斷電，B相通電，這時新的磁場其電磁力又吸引轉(zhuǎn)子的兩極與BB磁極齒對齊，轉(zhuǎn)子沿順時針轉(zhuǎn)過60°。通常，步進(jìn)電機(jī)繞組的通斷電狀態(tài)每改變一次，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度a稱為步距角。因此，圖5--6(a)所示步進(jìn)電機(jī)的步距角a等于60°。如果控制線路不停地按

A-B一C-A…的順序控制步進(jìn)電機(jī)繞組的通斷電，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子便不停地順時針轉(zhuǎn)動。若通電順序改為A—C一B—A...，同理，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子將逆時針不停地轉(zhuǎn)動。端根磁路定于我子線圜機(jī)充端蒙圖5-4五定子徑向分相反應(yīng)式伺服步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖

圖5-5一段定子、轉(zhuǎn)子及磁回路上面所述的這種通電方式稱為三相三拍。還有一種三相六拍的通電方式，它的通電順序是:順時針為A一AB一B一BC一C一CA一A...；逆時針為A一AC一C一CB一B一BA一A...。若以三相六拍通電方式工作，當(dāng)A相通電轉(zhuǎn)為A和B同時通電時，轉(zhuǎn)子的磁極將同時受到A相繞組產(chǎn)生的磁場和B相繞組產(chǎn)生的磁場的共同吸引，轉(zhuǎn)子的磁極只好停在A和B兩相磁極之間，這時它的步距角a等于30°。當(dāng)由A和B兩相同時通電轉(zhuǎn)為B相通電時，轉(zhuǎn)子磁極再沿順時針旋轉(zhuǎn)30°，與B相磁極對齊。其余依此類推。采用三相六拍通電方式，可使步距角a縮小一半。圖5-6步進(jìn)電機(jī)工作原理圖圖5--6(b)中的步進(jìn)電機(jī)，定子仍是A,B,C三相，每相兩極，但轉(zhuǎn)子不是兩個磁極而是四個。當(dāng)A相通電時，是1和3極與A相的兩極對齊，很明顯，當(dāng)A相斷電、B相通電時，2和4極將與B相兩極對齊。這樣，在三相三拍的通電方式中，步距角a等于30°，在三相六拍通電方式中，步距角a則為15°。綜上所述，可以得到如下結(jié)論：步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，它的轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)過一個確定的角度，即步進(jìn)電機(jī)的步距角a；改變步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變；步進(jìn)電機(jī)定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高；步進(jìn)電機(jī)步距角a與定子繞組的相數(shù)m、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)z、通電方式k有關(guān)，可用下式表示：a-360。/伽^七］式中m相m拍時，k=1；m相2m拍時，k=2；依此類推。對于圖5--2所示的單定子、徑向分相、反應(yīng)式伺服步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)它以三相三拍通電方式工作時，其步距角為a.=360°/(mz^)=360°/(^<4。xl)=『若按三相六拍通電方式工作，則步距角為a=3600/(mz^)=360°/(3x40x2)=1.5°步進(jìn)電機(jī)的主要特性步距角。步進(jìn)電機(jī)的步距角是反映步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度。它是決定步進(jìn)伺服系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的重要參數(shù)。數(shù)控機(jī)床中常見的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的步距角一般為。步距角越小，數(shù)控機(jī)床的控制精度越高。矩角特性、最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mjmax和啟動轉(zhuǎn)矩Mq。矩角特性是步進(jìn)電機(jī)的一個重要特性，它是指步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的變化規(guī)律。啟動頻率fq?？蛰d時，步進(jìn)電機(jī)由靜止突然啟動，并進(jìn)入不丟步的正常運行所允許的最高頻率，稱為啟動頻率或突跳頻率。若啟動時頻率大于突跳頻率，步進(jìn)電機(jī)就不能正常啟動。空載啟動時，步進(jìn)電機(jī)定子繞組通電狀態(tài)變化的頻率不能高于該突跳頻率。連續(xù)運行的最高工作頻率fmax。步進(jìn)電機(jī)連續(xù)運行時，它所能接受的，即保證不丟步運行的極限頻率，稱為最高工作頻率。它是決定定子繞組通電狀態(tài)最高變化頻率的參數(shù)，它決定了步進(jìn)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。⑸加減速特性。步進(jìn)電機(jī)的加減速特性是描述步進(jìn)電機(jī)由靜止到工作頻率和由工作頻率到靜止的加減速過程中，定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率與時間的關(guān)系。當(dāng)要求步進(jìn)電機(jī)啟動到大于突跳頻率的工作頻率時，變化速度必須逐漸上升；同樣，從最高工作頻率或高于突跳頻率的工作頻率停止時，變化速度必須逐漸下降。逐漸上升和下降的加速時間、減速時間不能過小，否則會出現(xiàn)失步或超步。我們用加速時間常數(shù)Ta和減速時間常數(shù)Td來描述步進(jìn)電機(jī)的升速和降速特性，如圖5-8所示。圖5-8加減速特性曲線步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進(jìn)角）。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。2、步進(jìn)電機(jī)分類：步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）:永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度；反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相、五相和三相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度，這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛.3、 如何確定步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的直流供電電源：電壓的確定混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍（比如2M530的供電電壓為24?45VDC），電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)要求較快，那么電壓取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅(qū)動器.電流的確定供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取I的1.1?1.3倍；如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取I的1.5?2.0倍。4、 步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較：步進(jìn)電機(jī)是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。二者的使用性能比較。4.1控制精度不同兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為1.8°，交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以信濃全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。4.2低頻特性不同步進(jìn)電機(jī)在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機(jī)運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測出機(jī)械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。4.3矩頻特性不同步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300?600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。4.4過載能力不同步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以信濃交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。4.5運行性能不同步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可*。4.6速度響應(yīng)性能不同步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200?400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以信濃HOCC400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目仉姍C(jī)。5、 步進(jìn)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速：具體參看各款電機(jī)矩頻特性圖，一般的，U3H系列空載可到3000轉(zhuǎn)每分，U3系列輸出額定轉(zhuǎn)矩一般在600轉(zhuǎn)每分以內(nèi)，U2系列輸出額定轉(zhuǎn)矩一般在300轉(zhuǎn)每分以內(nèi)。6、 電機(jī)和驅(qū)動器的發(fā)熱問題：電機(jī)可以承受的溫度一般在100度以上，因此使用中燙手是很正常的。小驅(qū)動器帶大電機(jī)，如2M530帶86電機(jī)，要注意驅(qū)動器散熱問題，最好低速、間歇工作。7、 驅(qū)動器故障：7.1電機(jī)相間短路，或長期過負(fù)荷運轉(zhuǎn)，燒毀功率模塊7.2輸入控制信號電壓偏高、反向，或高頻脈沖突然停止，燒壞輸入光耦7.3輸入電源電壓不穩(wěn)定，或回生電流太大，燒毀主電源回路，因此，請注意加隔離變壓器、濾波器、回生吸收電阻、電容等。步進(jìn)電機(jī)術(shù)語及步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)介紹步進(jìn)電機(jī)術(shù)語*相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。*步數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四步執(zhí)行方式即AB-BC-*CD-DA-AB，四相八步執(zhí)行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。*步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用e表示。B=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*執(zhí)行步數(shù)）,以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四步執(zhí)行時步距角為e=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八步執(zhí)行時步距角為e=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。*定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的）。*靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過分采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)引入轉(zhuǎn)矩（pull-intorque）引入轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)馬達(dá)能夠與輸入訊號同步起動、停止時的最大力矩，因此在引入轉(zhuǎn)矩以下的區(qū)域中馬達(dá)可以隨著輸入訊號做同步起動、停止、以及正反轉(zhuǎn)，而此區(qū)域就稱作自起動區(qū)（start-stopregion）o最大自起動轉(zhuǎn)矩（maximumstartingtorque）最大自起動轉(zhuǎn)矩是指當(dāng)起動脈波率低于10pps時，步進(jìn)馬達(dá)能夠與輸入訊號同步起動、停止的最大力矩。最大自起動頻率是指馬達(dá)在無負(fù)載（輸出轉(zhuǎn)矩為零）時最大的輸入脈波率，此時馬達(dá)可以瞬間停止、起動。脫出轉(zhuǎn)矩（pull-outtorque）最大自起動頻率（maximumstartingpulserate）脫出轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)馬達(dá)能夠與輸入訊號同步運轉(zhuǎn)，但無法瞬間起動、停止時的最大力矩，因此超過脫出轉(zhuǎn)矩則馬達(dá)無法運轉(zhuǎn)，同時介于脫出轉(zhuǎn)矩以下與引入轉(zhuǎn)矩以上的區(qū)域則馬達(dá)無法瞬間起動、停止，此區(qū)域稱作扭轉(zhuǎn)區(qū)域（slewregion），若欲在扭轉(zhuǎn)區(qū)域中起動、停止則必須先將馬達(dá)回復(fù)到自起動區(qū)，否則會有失步現(xiàn)象的發(fā)生。最大響應(yīng)頻率（maximumslewingpulserate）最大響應(yīng)頻率是指馬達(dá)在無負(fù)載（輸出轉(zhuǎn)矩為零）時最大的輸入脈波率，此時馬達(dá)無法瞬間停止、起動。保持轉(zhuǎn)矩（holdingtorque）保持轉(zhuǎn)矩是指當(dāng)線圈激磁的情況下，轉(zhuǎn)子保持不動時，外界負(fù)載改變轉(zhuǎn)子位置時所需施加的最大轉(zhuǎn)矩。步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之關(guān)系為指數(shù)式反比，也就是當(dāng)轉(zhuǎn)速越大時轉(zhuǎn)矩越小，相反的轉(zhuǎn)速越小則轉(zhuǎn)矩越大，這種現(xiàn)象是因為激磁線圈可以視為電感與電阻的串聯(lián)電路，當(dāng)激磁時線圈的電流與電阻、電感的關(guān)系如下式所示：：二？J勺r=4/其中時間常數(shù) ‘虬由式(1)可知線圈之激磁電流是隨時間而變，而輸出轉(zhuǎn)矩則與電流大小成正比，因此當(dāng)轉(zhuǎn)速慢時線圈電流有足夠的時間達(dá)到最大值，因此輸出轉(zhuǎn)矩較大；相同的，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高時激磁訊號變換快速，使得線圈電流減弱造成輸出轉(zhuǎn)矩下降。步進(jìn)電機(jī)工作原理源程，特性及應(yīng)用簡介電工知識2010-01-2822:48:41閱讀95評論0字號：大中小步進(jìn)電機(jī)工作原理，原程，特性及應(yīng)用簡介步進(jìn)電機(jī)工作過程脈沖信號的產(chǎn)生脈沖信號一般由CPU或單片機(jī)產(chǎn)生的，一般脈沖信號的比例為0.3-0.4左右，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，比例則越大。微處理器以四相步進(jìn)電機(jī)為例，四相電機(jī)工作方式有二種，四相四步為AB-BC-CD-DA；四相八步為AB-B-BC-C-CD-D-AB。功率放大功率放大是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的部分。步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流(而樣本上的電流均為靜態(tài)電流)。平均電流越大電機(jī)力矩越大，要達(dá)到平均電流大這就需要驅(qū)動系統(tǒng)盡量克服電機(jī)的反電勢。因而不同的場合采取不同的驅(qū)動方式，到目前為止，驅(qū)動方式一般有以下幾種：恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅(qū)動、恒流、細(xì)分?jǐn)?shù)等。圖6步進(jìn)電機(jī)控制流程圖步進(jìn)電機(jī)的特性圖6的步進(jìn)電機(jī)控制流程圖中，步進(jìn)電機(jī)系由微電腦控制器所控制，當(dāng)控制信號自微電腦輸出后，隨即由驅(qū)動器將信號放大，達(dá)到控制電機(jī)運轉(zhuǎn)的目的，整個控制流程中并無利用到任何回饋信號，因此步進(jìn)電機(jī)的控制模式為典型的閉回路控制(Closeloopcontrol)o閉回路控制的優(yōu)點為控制系統(tǒng)簡潔，無回饋信號因此不需傳感器成本較低，不過正由于步進(jìn)電機(jī)的控制為開路控制，因此若電機(jī)發(fā)生失步或失速的情況時，無法立即利用傳感器將位置誤差傳回做修正補償，要解決類似的問題只能從了解步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)特性著手。所謂失速是指當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度無法跟上定子激磁速度時，造成電機(jī)轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動。電機(jī)失速的現(xiàn)象各種電機(jī)都有發(fā)生的可能，在一般的電機(jī)應(yīng)用上，發(fā)生失速時往往會造成繞組線圈燒毀的后果，不過步進(jìn)電機(jī)發(fā)生失速時只會造成電機(jī)靜止，線圈雖然仍在激磁中，但由于是脈沖信號，因此不會燒毀線圈。失速是指轉(zhuǎn)子完全跟不上激磁速度而完全靜止，失步的成因則是由于電機(jī)運轉(zhuǎn)中瞬間提高轉(zhuǎn)速時，因輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，故轉(zhuǎn)矩下降無法負(fù)荷外界負(fù)載，而造成小幅度的滑脫。失步的情況則只有步進(jìn)電機(jī)會發(fā)生，要防止失步可以依照步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)矩曲線圖調(diào)配電機(jī)的加速度控制程序。圖7為步進(jìn)電機(jī)之特性曲線，圖中橫坐標(biāo)的速度是指每秒的脈沖數(shù)目(pulsespersecond)。與一般電機(jī)特性曲線最大的不同點是步進(jìn)電機(jī)有兩條特性曲線，同時步進(jìn)電機(jī)可以正常操作的范圍僅限于引入轉(zhuǎn)矩之間。圖7中所示之各個動態(tài)特性將分別敘述如下：圖7步進(jìn)電機(jī)特性曲線步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)原理如圖1為四相(實際為2相)式步進(jìn)電機(jī)的基本構(gòu)造圖。中間轉(zhuǎn)子由永久磁鐵所構(gòu)成，左邊為N極，另一邊為S極。定子有四組線圈，分別為L1、L2、L3及L4，各線圈的C端共接電源正極，另一端經(jīng)由開關(guān)接在電源的負(fù)極，在看圖8。當(dāng)我們把開關(guān)S1按下，則線圈A通入電流，產(chǎn)生N極磁場，因為磁場同性相斥、異性相吸，使轉(zhuǎn)子的S極被A極吸引過來。其次，放掉開關(guān)S1,并且立刻按下開關(guān)S2,則A極的磁場消失，B極產(chǎn)生磁場，把轉(zhuǎn)子的S極吸引過來，轉(zhuǎn)子隨著順時針方向90度。像這樣依次讓定子的四個極通入電流，就可以使轉(zhuǎn)子不停的旋轉(zhuǎn)。圖8單極激磁等效驅(qū)動電路步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用由于步進(jìn)電機(jī)所使用的驅(qū)動訊號為脈波訊號，因此以普通直流電源加在電機(jī)繞組時，電機(jī)是不會連續(xù)轉(zhuǎn)動的。此外，步進(jìn)電機(jī)的電源線最少有五條，其中一條為共接點，其余四條分別為A相、A+相、B相、B+四相的輸入點，有些步進(jìn)電機(jī)的電源線共有六條，其中兩條為共接點，將A相、A+相，與B相、B+四相的輸入點分成兩組。要分辨何者為共接點，何者為輸入點以及正、反轉(zhuǎn)的激磁順序，可以先用三用電表之奧姆檔量測線圈之電阻值，理論上各相的電阻值應(yīng)相等，找出共接點后再以低于額定電壓電流之直流電源一一測試，便可找出步進(jìn)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的激磁順序。步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較:步進(jìn)電機(jī)是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。二者的使用性能比較。4.1控制精度不同兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為1.8°，交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以信濃全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。4.2低頻特性不同步進(jìn)電機(jī)在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機(jī)運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測出機(jī)械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。4.3矩頻特性不同步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300?600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。4.4過載能力不同步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以信濃交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。4.5運行性能不同步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可*。4.6速度響應(yīng)性能不同步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200?400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以信濃HOCC400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目仉姍C(jī)。測速發(fā)電機(jī)原理測速發(fā)電機(jī)的工作原理測速發(fā)電機(jī)的工作原理是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，它運行可靠，但體積大，精度低，且由于測量值是模擬量，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后讀入計算機(jī)。脈沖發(fā)生器的工作原理是按發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高低，每轉(zhuǎn)發(fā)出相應(yīng)數(shù)目的脈沖信號。按要求選擇或設(shè)計脈沖發(fā)生器，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能檢測。測速裝置在機(jī)車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位，對側(cè)速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測時間。介紹了應(yīng)用霍爾傳感器通過測量磁場強(qiáng)度，來得到穩(wěn)定的脈沖方波信號，實現(xiàn)機(jī)車轉(zhuǎn)速的測量?；魻杺鞲衅魇抢没魻栃?yīng)實現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，它具有靈敏度高，線性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點，在機(jī)車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。對測速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測時間。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測方案可分成兩類：用測速發(fā)電機(jī)檢測或用脈沖發(fā)生器檢測。所設(shè)計的基于霍爾元件的脈沖發(fā)生器要求成本低，構(gòu)造簡單，性能好。在機(jī)車電氣系統(tǒng)中存在著較為惡劣的電磁環(huán)境，因此要求產(chǎn)品本身要具有較強(qiáng)的抗干擾能力?；魻杺鞲衅鞯脑?.霍爾效應(yīng)在一塊半導(dǎo)體薄片上，其長度為1，寬度為b，厚度為d,當(dāng)它被置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，如果在它相對的兩邊通以控制電流I，且磁場方向與電流方向正交，則在半導(dǎo)體另外兩邊將產(chǎn)生一個大小與控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘積成正比的電勢UH，即UH=KHIB，其中kH為霍爾元件的靈敏度。該電勢稱為霍爾電勢，半導(dǎo)體薄片就是霍爾元件。2.工作原理霍爾開關(guān)集成電路中的信號放大器將霍爾元件產(chǎn)生的幅值隨磁場強(qiáng)度變化的霍爾電壓UH放大后再經(jīng)信號變換器、驅(qū)動器進(jìn)行整形、放大后輸出幅值相等、頻率變化的方波信號。側(cè)量磁場及工作設(shè)置1.測量磁場使用霍爾器件檢測磁場的方法極為簡單，將霍爾器件作成各種形式的探頭，放在被測磁場中，因霍爾器件只對垂直子霍爾片表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度敏感，磁力線必須和器件表面垂直，通電后即可由輸出電壓得到被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。若不垂直，則應(yīng)求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。而且，因霍爾元件的尺寸極小，可以進(jìn)行多點檢測，由計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以得到電場的分布狀態(tài)，并可對狹縫、小孔中的磁場進(jìn)行檢測。2.工作磁體的設(shè)置用磁場作為被傳感物體的運動和位置信息載體時，一般采用永久磁鋼來產(chǎn)生工作磁場。在遮斷方式中，工作磁體和霍爾器件以適當(dāng)?shù)拈g隙相對固定，用一軟磁（例如軟鐵）翼片作為運動工作部件，當(dāng)冀片進(jìn)入間隙時，作用到霍爾器件上的磁力線被部分或全部遮斷，以此來調(diào)節(jié)工作磁場。被傳感的運動信息加在冀片上。這種方法的檢測精度很高，在125°C的溫度范圍內(nèi)，冀片的位置重復(fù)精度可達(dá)50|im。當(dāng)兩齒之間的空隙正對霍爾元件時，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場相對較弱；而當(dāng)某一齒對準(zhǔn)霍爾元件時，穿過霍爾元件的磁力線集中，磁場相對較強(qiáng)。齒輪轉(zhuǎn)動時，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一個mV級的準(zhǔn)方波電壓。此信號還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖電壓，當(dāng)外加磁場的S極接近霍爾電路外殼上打有標(biāo)志的一面時，作用到霍爾電路上的磁場方向為正。也可將工作磁體固定在霍爾器件（外殼上沒打標(biāo)志的一面），讓被檢的鐵磁物體（例如鋼齒輪）從它們近旁通過，檢測出物體上的特殊標(biāo)志（如齒、凸緣、缺口等），得出物體的運動參數(shù)。在圖2的霍爾效應(yīng)速度傳感器中，當(dāng)測速的靶轉(zhuǎn)到霍爾效應(yīng)傳感器的位置，即霍爾傳感器位于靶及磁鐵之間，霍爾效應(yīng)傳感器檢測到靶感應(yīng)的磁通量變化?；魻栃?yīng)傳感器感測的是磁通量的大小。直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理來源：機(jī)電在線發(fā)布時間：2010-1-1816:26:04直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理在空載時，直流測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓就是電樞感應(yīng)電動勢。顯然輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。2.誤差分析直流測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓與轉(zhuǎn)速要嚴(yán)格保持正比關(guān)系在實際中是難以做到的，其實際的輸出特性為圖中實線，造成這種非線性誤差的原因主要有以下三個方面：（1） 電樞反應(yīng)直流測速發(fā)電機(jī)負(fù)載時電樞電流會產(chǎn)生電樞反應(yīng)，電樞反應(yīng)的去磁作用使氣隙磁通中0減小，使輸出電壓減小。從輸出特性看，斜率將減小，而且電樞電流越大，電樞反應(yīng)的去磁作用越顯著，輸出特性斜率減小越明顯，輸出特性直線變?yōu)榍€。（2） 溫度的影響假如直流測速發(fā)電機(jī)長期使用，其勵磁繞組會發(fā)熱，其繞組阻值隨溫度的升高而增大，勵磁電流因此而減小，從而引起氣隙磁通減小，輸出電壓減小，特性斜率減小。溫度升得越高，斜率減小越明顯，使特性向下彎曲?？稍趧畲呕芈分写右粋€阻值較大而溫度系數(shù)較小的錳銅或康銅電阻，以減小由于溫度的變化而引起的電阻變化，從而減小因溫度而產(chǎn)生的線性誤差。（3）接觸電阻假如電樞電路總電阻包括電刷與換向器的接觸電阻，那么輸出電壓受接觸電阻壓降影響總是隨負(fù)載電流變化而變化，當(dāng)輸入的轉(zhuǎn)速較低時，接觸電阻較大，使此時本來就不大的輸出電壓變得更小，造成的線性誤差很大；當(dāng)電流較大的，接觸電阻較小而且基本上趨于穩(wěn)定的數(shù)值，線性誤差相對而言小得多。另外，直流測速發(fā)電機(jī)輸出的是一個脈動電壓，其交變分量對速度反饋控制系統(tǒng)、高精度的解算裝置有較明顯的影響。交流測速發(fā)電機(jī)交流測速發(fā)電機(jī)分為同步測速發(fā)電機(jī)和異步測速發(fā)電機(jī)。在實際應(yīng)用中異步測速發(fā)電機(jī)使用較廣泛。1.交流異步測速發(fā)電機(jī)工作原理交流異步測速發(fā)電機(jī)與交流伺服電動機(jī)的結(jié)構(gòu)相似，其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有籠型的，也有杯型的，在自動控制系統(tǒng)中多用空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)?？招谋D(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)定子上有兩個在空間上互差90?電角度的繞組，一為勵磁繞組，另一為輸出繞組?？招谋D(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)原理當(dāng)定子勵磁繞組外接頻率為f的恒壓交流電源u，勵磁繞組中有電流i流過，在直軸（即軸）上產(chǎn)生以頻率f脈振的磁通。在轉(zhuǎn)子不動時，脈振磁通在空心杯轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出變壓器電勢（空心杯轉(zhuǎn)子可以看成有無數(shù)根導(dǎo)條的籠式轉(zhuǎn)子，相當(dāng)于變壓器短路時的二次繞組，而勵磁繞組相當(dāng)于變壓器的一次繞組），產(chǎn)生的磁場與勵磁電源同頻率的脈振磁場，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子切割直軸磁通，在杯型轉(zhuǎn)子中感應(yīng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電勢，其大小正比于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并以勵磁磁場的脈振頻率交變，又因空心杯轉(zhuǎn)子相當(dāng)于短路繞組，故旋轉(zhuǎn)電勢在杯型轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生交流短路電流，若忽視杯型轉(zhuǎn)子的漏抗的影響，那么此短路電流所產(chǎn)生的脈振磁通在空間位置上與輸出繞組的軸線一致，因此轉(zhuǎn)子脈振磁場與輸出繞組相交鏈而產(chǎn)生感應(yīng)電勢。輸出繞組感應(yīng)產(chǎn)生的電勢實際就是交流異步測速發(fā)電機(jī)輸出的空載電壓，其大小正比于轉(zhuǎn)速，其頻率為勵磁電源的頻率。2、誤差分析交流異步測速發(fā)電機(jī)的誤差主要有三種：非線性誤差、剩余電壓和相位誤差。測速發(fā)電機(jī)網(wǎng)址：/view/b24d80114431b90d6c85c752.html伺服電機(jī)的分類、特點和用途頻道：電機(jī) 發(fā)布時間：2008-08-05分類結(jié)構(gòu)特點性能特點使用范圍代號電氣原理圖交流伺服電動機(jī)/鼠籠型轉(zhuǎn)子為鼠籠結(jié)構(gòu)具有體積小、工作可靠等優(yōu)點，低速運轉(zhuǎn)時不夠平滑小功率自動控制系統(tǒng)中SL交流伺服電動機(jī)/齒輪減速鼠籠型轉(zhuǎn)子為鼠籠結(jié)構(gòu)，帶有齒輪減速器與鼠籠型相同，可直接與負(fù)載相連接小功率自動控制系統(tǒng)中SL-J

交流伺服電動機(jī)/非磁性杯型用非磁性金屬鋁、紫銅等制成杯形轉(zhuǎn)子，杯的內(nèi)外由內(nèi)、夕卜定子構(gòu)成磁路轉(zhuǎn)子慣量??；運轉(zhuǎn)平滑，無抖動現(xiàn)象；勵磁電流和體積較大要求運行平滑的系統(tǒng)，如積分電路等SKO交流伺服電動機(jī)/帶有定位裝置鼠籠型轉(zhuǎn)子為鼠籠結(jié)構(gòu)，帶有定位裝置僅能單方向旋轉(zhuǎn)SL-D直流伺服電動機(jī)/有槽電樞（電磁或永磁）同一般直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)相似，但電樞鐵心長度與直徑之比值大，氣隙較小有下降的機(jī)械特性和線性的調(diào)節(jié)特性，響應(yīng)快一般直流伺服系統(tǒng)SY直流伺服電動機(jī)/無槽電樞（電磁式或水磁）電樞鐵心為光滑的圓柱體，電樞繞組用耐熱環(huán)氧樹脂固定在鐵心表面，氣隙大除具有一般直流伺服電動機(jī)的特性外，其轉(zhuǎn)動慣量小，機(jī)電時間常數(shù)小，換向良好用在需快速動作，功率較大的伺服系統(tǒng)SY直流伺服電動機(jī)/齒輪減速永磁式帶有齒輪減速器可直接與負(fù)載連接用在需快速動作，功率較大的伺服系統(tǒng)SY-J

電樞繞組用環(huán)氧直流伺樹脂澆注時間常服電動機(jī)/成杯形，數(shù)小，換用在需要空心杯形空心杯電向好，低快速動作的SYK電樞（永磁樞內(nèi)外兩速運轉(zhuǎn)平伺服系統(tǒng)式）側(cè)均有鐵心構(gòu)成磁路滑1 1直流伺服電動機(jī)/永磁式直可動部分為動作直線作直線運動的控制電SZX線伺服電動機(jī)圈，亦稱音圈電機(jī)運動機(jī)1 1磁極軸向安裝，具有扇形面的極靴。電樞為圓盤絕緣薄板，電機(jī)轉(zhuǎn)上面印制矩平滑，裸露的繞無齒槽效直流伺服電動機(jī)/印刷繞組電樞（永磁式）組，電樞沒有鐵心，定子采用鋁鎳鉆磁鋼或應(yīng)，火花小，脈沖轉(zhuǎn)矩大，散熱性能好，機(jī)電用于低速和起動反轉(zhuǎn)頻繁的系統(tǒng)SN鐵氧體磁時間常數(shù)鋼，一般小，低速不另設(shè)換運轉(zhuǎn)性能向器，而由電刷與電樞繞組表面一層的直線部分直接滑動接觸好

直流伺服電動機(jī)/無刷電樞(永磁式)沒有機(jī)械換向器和電刷，它以電子換向裝置代替一般直流電動機(jī)的機(jī)械換向裝置。它由電動機(jī)本體、位置傳感器及電子換向開關(guān)電路三個基本部分組成調(diào)速性能平穩(wěn)范圍寬，噪音低，可靠性高，壽命長，無換向火花，對無線電無干擾適用于宇宙飛船，人造衛(wèi)星，低噪音攝影機(jī)，精密儀器儀表的驅(qū)動裝置等自整角機(jī)(selsyn)在無機(jī)械聯(lián)接的轉(zhuǎn)角信號傳遞系統(tǒng)或電信號傳遞系統(tǒng)中，傳遞角度或信號的電感式角度傳感元件。最早應(yīng)用的一種微特電機(jī)。自整角機(jī)工作原理與繞線式感應(yīng)電機(jī)相似，當(dāng)轉(zhuǎn)子位置改變時，繞組間電磁耦合發(fā)生變化，感應(yīng)出電信號或輸出電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以保證傳遞系統(tǒng)自同步地傳遞角度或信號。醫(yī)姓力蛆六§11商機(jī)工作棒1田自整角機(jī)工作原理及其理論研究自整角機(jī)工作原理在結(jié)構(gòu)上分為接觸式和無接觸式。典型的接觸式結(jié)構(gòu)主要由定子、轉(zhuǎn)子和集電裝置（集電環(huán)和電刷）3部分組成?！ㄗ予F心由均勻分布槽的沖片疊成，槽內(nèi)一般嵌有三相對稱Y聯(lián)接的繞組；轉(zhuǎn)子鐵心是由凸極式或均勻分布槽的沖片疊成，一般放置單相繞組。無接觸式自整角機(jī)工作原理有幾種形式，一種是采用環(huán)形變壓器；另一種采用軸向磁路和徑向磁路組合而成的B3H式（由原全蘇電工研究院發(fā)明）。此外還有其他形式。無接觸式工作可靠，壽命長，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積及功耗都大。自整角機(jī)工作原理在軍用及民用產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，如自動火炮、雷達(dá)天線的方位角、俯仰角的控制和指示，飛機(jī)、艦船平臺控制和指示，船用傳令鐘，軋鋼機(jī)軋輥的間隙控制，核反應(yīng)堆的控制棒指示器及同步攝影等的同步傳遞系統(tǒng)。電機(jī)減速箱工作原理及結(jié)構(gòu)分析。行星式電機(jī)減速箱，它安置在攪拌機(jī)頂部，電機(jī)減速箱設(shè)有一臺以上，以行星形式布設(shè)在攪拌機(jī)頂部圓徑范圍內(nèi)，電機(jī)減速箱的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與攪拌臂相連接，一組以上攪拌臂連同攪拌鏟裝設(shè)在攪拌腔內(nèi)。。1控制式自整角機(jī)的工作原理控制式自整角機(jī)的工作原理可以由左圖來說明。圖中由結(jié)構(gòu)、參數(shù)均相同的兩臺自整角機(jī)構(gòu)成自整角機(jī)組。一臺用來發(fā)送轉(zhuǎn)角信號，它的勵磁繞組接到單相交流電源上，稱為自整角發(fā)送機(jī)，用ZKF表示。另一臺用來接收轉(zhuǎn)角信號并將轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換成勵磁繞組中的感應(yīng)電動勢輸出，稱之為自整角接收機(jī)，用ZKJ表示。兩臺自整角機(jī)定子中的整步繞組均接成星形，三對相序相同的相繞組分別接成回路圖7-31控制式自整角機(jī)工作原理圖在自整角發(fā)送機(jī)的勵磁繞組中通入單相交流電流時，兩臺自整角機(jī)的氣隙中都將產(chǎn)生脈振磁場，其大小隨

時間按余弦規(guī)律變化。脈振磁場使自整角發(fā)送機(jī)整步繞組的各相繞組生成時間上同相位的感應(yīng)電動勢，電

動勢的大小取決于整步繞組中各相繞組的軸線與勵磁繞組軸線之間的相對