1、下一页总目录 章目录 返回 上一页第第 9章章 控制电机控制电机 9.1 伺服电动机伺服电动机9.2 测速发电机测速发电机9.3 步进电动机步进电动机9.4 自动控制的基本概念自动控制的基本概念下一页总目录 章目录 返回 上一页第第 9章章 控制电机控制电机 教学要求：教学要求：1.了解交流伺服电动机的结构和工作原理。了解交流伺服电动机的结构和工作原理。2.了解直流伺服电动机的结构和工作原理。了解直流伺服电动机的结构和工作原理。3.了解交流测速发电机的结构和工作原理。了解交流测速发电机的结构和工作原理。4.了解步进电动机的结构和工作原理。了解步进电动机的结构和工作原理。下一页总目录 章目录 返
2、回 上一页前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的，其主要任务是能量的转换。作为动力使用的，其主要任务是能量的转换。各种控制电机有各自的控制任务：各种控制电机有各自的控制任务：如如 : 伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱动控制对象；测速发电机将转速转换为电压，并传动控制对象；测速发电机将转速转换为电压，并传递到递到 输入端作为反馈信号。步进电动机将脉冲信号输入端作为反馈信号。步进电动机将脉冲信号转换为角位移或线位移。转换为角位移或线位移。本章介绍的各种本章介绍的各种 控制电机的主要任务是转换和控制电
3、机的主要任务是转换和传递控制信号，传递控制信号， 能量的转换是次要的。能量的转换是次要的。控制电机的种类很多，本章只讨论常用的几种控制电机的种类很多，本章只讨论常用的几种 :伺服电机、测速电机、步进电机。伺服电机、测速电机、步进电机。对控制电机的主要要求：对控制电机的主要要求： 动作灵敏、准确、动作灵敏、准确、 重重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。下一页总目录 章目录 返回 上一页伺服电动机可分为两类：伺服电动机可分为两类：伺服电动机又称执行电动机。其 功能是将输功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速
4、度，驱动控制对象。速度，驱动控制对象。交流伺服电动机交流伺服电动机直流伺服电动机直流伺服电动机9.1 伺服电动机伺服电动机伺服电动机可控性好，反应迅速。是自动控制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。下一页总目录 章目录 返回 上一页9.1.1 交流伺服电动机交流伺服电动机交流伺服电动机就是一台 两相交流异步电机。它的定子上装有空间互差 90的 两个绕组：励磁绕组和控制绕组，其结构如图所示。励磁绕组控制绕组杯形转子内定子交流伺服电动机结构图交流伺服电动机结构图下一页总目录 章目录 返回 上一页放大器检测元件控制信号控制信号+ + 控制绕组励磁绕组+ 1励磁绕组串联电容 C , 是为了产生两相旋
5、转磁场。适当选择电容的大小，可使通入两个绕组的电流相位差接近 90,从而产生所需的旋转磁场。交流伺服电动机的接线图和相量图交流伺服电动机的接线图和相量图(a） 接线图接线图1(b) 相量图相量图下一页总目录 章目录 返回 上一页控制电压控制电压 与电源电压与电源电压 频频率相同，相位相率相同，相位相同或反相。同或反相。放大器检测元件控制信号控制信号+ + 控制绕组交流伺服电动机的工作原理与单相异步电动机有交流伺服电动机的工作原理与单相异步电动机有相似之处。相似之处。励磁绕组固定接在电源上，当控制电压为零时，励磁绕组固定接在电源上，当控制电压为零时，电机无起动转矩，转子不转。电机无起动转矩，转子
6、不转。若有控制电压加在控制绕组上，且励磁电流若有控制电压加在控制绕组上，且励磁电流和控制绕组电流和控制绕组电流 不同相时，不同相时， 因此便产生两相旋转因此便产生两相旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子便转动起来。磁场。在旋转磁场的作用下，转子便转动起来。下一页总目录 章目录 返回 上一页交流伺服电动机的特点：不仅要求它在静止状交流伺服电动机的特点：不仅要求它在静止状态下，能服从控制信号的命令而转动，而且要求态下，能服从控制信号的命令而转动，而且要求 在在电动机运行时如果控制电压变为零，电动机立即停电动机运行时如果控制电压变为零，电动机立即停转。转。但如果交流伺服电动机的参数选择和一般单相但如果
7、交流伺服电动机的参数选择和一般单相异步电动机相似，电动机一经转动，即使控制等于异步电动机相似，电动机一经转动，即使控制等于零，电动机仍继续转动，电动机失去控制，这种现零，电动机仍继续转动，电动机失去控制，这种现象称为象称为 “自转自转 ”。如何克服如何克服 “自转自转 ”现象呢？现象呢？下一页总目录 章目录 返回 上一页正反向旋转磁场的合成转矩特性正反向旋转磁场的合成转矩特性(正向正向 )(反向反向 )正转转反当单相当单相 励磁时，在电动机运行范围励磁时，在电动机运行范围 01当单相当单相 励磁时，在电动机运行范围励磁时，在电动机运行范围 0S11时，转矩时，转矩为负值，产生制动转矩，使转子停转。反转时也同为负值，产生制动转矩，使转子停转。反转时也同样为制动转矩。样为制动转矩。
