電機(jī)與電氣控制技術(shù) 第3版 課件 第四章 常用控制電機(jī)

第一節(jié)伺服電動(dòng)機(jī)

第二節(jié)測(cè)速發(fā)電機(jī)

第三節(jié)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

第四章

常用控制電機(jī)

3/6/202411:19AM第一節(jié)

伺服電動(dòng)機(jī)

按伺服電動(dòng)機(jī)使用電源性質(zhì)不同，可分為直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。

一、直流伺服電動(dòng)機(jī)

采用電樞控制時(shí)，其機(jī)械特性方程為

n=3/6/202411:19AM工作原理機(jī)械特性3/6/202411:19AM二、交流伺服電動(dòng)機(jī)（一）結(jié)構(gòu)

3/6/202411:19AM（二）工作原理

交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與具有起動(dòng)繞組的單相異步電動(dòng)機(jī)相似。

3/6/202411:19AM

當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻為不同值且控制電壓Uc=0時(shí)的正向轉(zhuǎn)矩、反向轉(zhuǎn)矩以及合成轉(zhuǎn)矩T的機(jī)械特性曲線。

3/6/202411:19AM交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。

3/6/202411:19AM（三）控制方式

其控制方式有幅值控制、相位控制和幅值-相位控制三種。

三、伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用3/6/202411:19AM第二節(jié)

測(cè)速發(fā)電機(jī)

一、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)

測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種測(cè)速元件，它將輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。按照測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的不同，可分為直流和交流兩大類。3/6/202411:19AM

直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性

3/6/202411:19AM二、交流測(cè)速發(fā)電機(jī)

交流測(cè)速發(fā)電機(jī)有異步式和同步式兩類，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用較廣的為交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子伺服電動(dòng)機(jī)相同。

3/6/202411:19AM交流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性3/6/202411:19AM三、測(cè)速發(fā)電機(jī)的應(yīng)用3/6/202411:19AM第三節(jié)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是利用電磁鐵原理將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移的控制電機(jī)。每輸入一個(gè)脈沖，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線位移與輸入脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)。在數(shù)字控制系統(tǒng)中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件，獲得廣泛應(yīng)用。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)種類繁多，按運(yùn)行方式可分為旋轉(zhuǎn)型和直線型，通常使用的多為旋轉(zhuǎn)型，旋轉(zhuǎn)型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又有反應(yīng)式（磁阻式）、永磁式和感應(yīng)式三種。3/6/202411:19AM一、三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

3/6/202411:19AM二、工作原理（一）單三拍控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理

單三拍控制中的“單”是指每次只有一相控制繞組通電，通電順序?yàn)閁→V→W→U或按U→W→V→U順序。“三拍”是指經(jīng)過(guò)三次切換控制繞組的電脈沖為一個(gè)循環(huán)。

3/6/202411:19AM（二）六拍方式控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理

六拍控制方式中三相控制繞組通電順序按U→UV→V→VW→W→WU→U進(jìn)行3/6/202411:19AM（三）雙三拍控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理

雙三拍控制是指每次有兩相繞組同時(shí)通電，且按照UV→VW→WU→UV順序進(jìn)行。按雙三拍通電方式運(yùn)行時(shí)，它的步距角和單三拍控制方式相同，皆為30°。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角θ與運(yùn)行拍數(shù)m，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Zr的關(guān)系為

當(dāng)連續(xù)通入控制脈沖時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n為3/6/202411:19AM三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不受電壓和負(fù)載變化的影響，也不受環(huán)境條件