清华大学电机学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章,直流电动机,单相异步电动机,1,第七章 电动机,7.2,直流电动机,7.2.1,概述,7,.2.2,工作原理,7.2,.3,电枢电动势及电压平衡关系,7.2,.4,电磁转矩,7.2,.5,机械特性,7.2,.6,直流电动机的调速,7.2,.7,直流电动机的使用和额定值,7.3,单相异步电动机,7.4,步进电机,2,7.2,.1,概述,与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。,直流电机的优点：,（,1,）调速性能好,:,调速范围广，易于平滑调节。,（,2,）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。,（,3,）易于控制。,应用：,（,1,）轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调速范围大的大型设备。,（,2,）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。,（,3,）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具,3,7.2,.2,工作原理,一、 工作原理,U,+,N,S,电刷,换向片,直流电源,电刷,换向器,线圈,I,I,4,注意：,换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。电刷压在换向片上。,由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，,使线圈逆时针旋转。,F,F,U,+,N,S,电刷,换向片,I,I,5,F,F,U,+,N,S,电刷,换向片,I,I,E,E,由右手定则，线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势，感应电动势的方向与电流的方向相反。,6,直流发电机,用右手定则判,感应电动势,Ea,的方向,U,+,N,S,E,E,I,a,电枢绕组,电阻,Ra,感应电动势,输出电压,7,二、 直流电机的构成,直流电机由定子、转子和机座等部分构成。,机座,磁极,励磁,绕组,转子,励磁式直流电动机结构,8,1.,转子,（又称电枢）,由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。,2.,定子,定子的分类：,永磁式：由永久磁铁做成。,励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中,通过直流电，形成电磁铁。,励磁的定义：,磁极上的线圈通以直流电,产生磁通，称为励磁。,9,根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的,直流电机又可细分为：,他励电动机：,励磁线圈与转子电枢的电源分开。,并励电动机：,励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。,串励电动机：,励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。,复励电动机：,励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在,同一电源上。,M,他励,U,f,I,f,I,a,U,M,并励,U,I,f,M,串励,U,M,复励,U,10,7.2.3,电枢电动势及电压平衡关系,电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用,E,表示）。,一、 电枢中的感应电动势,F,F,U,+,N,S,电刷,换向片,I,I,E,E,11,根据右手定则知，,E,和原通入的电流方向相反，其大小为：,K,E,：与电机结构有关的常数,n,：电动机转速,：磁通,单位：,（韦伯），,n,（转,/,每分），,E,（伏）,F,F,U,+,N,S,电刷,换向片,I,I,E,E,12,二、 电枢绕组中电压的平衡关系,因为,E,与通入的电流方向相反，所以叫反电势。,U,：外加电压,R,a,:,绕组电阻,M,R,a,I,a,E,+,+,U,以上两公式反映的概念：,(1),电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想,改变,E,，只能改变,或,n,。,(2),若忽略绕组中的电阻,R,a,，则 ，,可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反,比，通过改变,可调速。,13,7.2,.4,电磁转矩,K,T,：与线圈的结构有关的常数,（与线圈大小，磁极的对数等有关）,：线圈所处位置的磁通,I,a,：电枢绕组中的电流,一、电磁转矩,单位：,（韦伯），,I,a,（安培），,T,（牛顿米）,由转矩公式可知：,(1),产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。,(2),改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者,改变磁通的方向。,14,二、 转矩平衡关系,电磁转矩,T,为驱动转矩，在电机运行时，必须和外,加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即,T,L,： 负载转矩,T,0,：空载转矩,转矩平衡过程：,当负载转矩（,T,L,）发生变化时，,通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁,转矩自动调整，以实现新的平衡。,15,例：,设外加电枢电压,U,一定，,T,=,T,L,+ T,0,(,平衡,),，这时，,若,T,L,突然增加，则调整过程为：,与原平衡点相比，新的平衡点：,I,a,、,P,入,T,L,n,E,I,a,T,最后达到新的平衡点。,16,机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，下边以他励和串励电机为例说明。,他励电动机和并励电动机的特性一样。,7.2.5,机械特性,一、 他励电动机的机械特性,即：,其中,，,M,他励,U,f,I,f,I,a,U,17,n,0,：,理想空载转速,即,T,=0,时的转速。（实际工作时,由于有空载损耗，电机的,T,不会为,0,。）,当,T,时,n,，但由于他励电动机的电枢电阻,R,a,很小，,所以在负载变化时， 转速,n,的变化不大,，属硬机械,特性。,根据,n,-,T,公式,画出特性曲线,n,0,n,N,T,N,T,n, n,其中,，,18,串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。,二、 串励电动机的机械特性,设磁通和电流成正比，即,=K,I,a,则,据此公式做出,T-n,曲线,n,T,M,串励,U,I,a,19,(1),T,=0,时，在理想情况下，,n,。但,实际上负,载转矩不会为,0,，不会工作在,T,=0,的状态，,但空载时,T,很小，,n,很高。串励不允许空载,运行，以防转速过高。,串励特性：,(2),随转矩的增大，,n,下降得很快，这种特性属,软机械特性。,n,T,20,(2),恒功率负载（,P,一定时，,T,和,n,成反比），,要选软特性电机拖动。如：电气机车等。,直流电动机特性类型的选择,:,(1),恒转矩的生产机械,(,T,L,一定，和转速无关）,要,选硬特性的电动机，如： 金属加工、起重机,械等。,21,7.2,.6,直流电动机的调速,与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价,格高，维护不方便，但它的最大优点是调速性能好。,下面以他励电动机为例说明直流电动机的调速方法。,（,1,）调速均匀平滑，可以无级调速。,（,2,）调速范围大，调速比可达,200,（他励式）以上,（调速比等于最大转速和最小转速之比）。,直流电动机调速的主要优点是：,22,由该式可知，,n,和,有关，在,U,一定的情,况下，改变,可改变,n,。在励磁回路中串,上电阻,R,f,，改变,R,f,大小调节励磁电流，从而,改变,的大小。,一、改变磁通（调磁）,1.,原理,其中,，,M,他励,U,f,I,f,I,a,U,其中：,=K,I,f,23,R,f,I,f,n,，,但在额定情况下，,已接,近饱和，,I,f,再加大，对,影响不大，所以这种增加,磁通的办法一般不用。,R,f,I,f, ,n,，,减弱磁通是常用的调速方,法。,I,f,的调节有两种情况：,概念：,改变磁通调速的方法,减小磁通，,n,只能上调。,其中,，,24,2.,特性的变化,所以：磁通减小以后特性上移，而且斜率增加。,，,因为：,（,减小,）,T,L,R,f,增,加,T,n,其中,，,25,调速过程,:,U,一定,则,R,f,E,I,a,T,n,I,a,E,暂时,T,T,L,其中,，,最后达到新的平衡,T,=,T,L,26,（,1,）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调，,受机械本身强度所限，,n,不能太高。,（,2,）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多），,调节控制方便。,3.,减小,调速的特点：,27,二、改变电枢电压调速,由转速特性方程知：,调电枢电压,U,，,n,0,变化，斜率不变，,所以调速特性是一,组平行曲线。,1.,特性曲线,n,n,0,n,0,n,0,电压降低,T,其中,，,28,2.,改变电枢电压调速的特点,（,1,）工作时电枢电压一定，电压调节时，不允许超,过,U,N,，而,n,U,，,所以调速只能向下调,。,（,2,）可得到平滑、无级调速。,（,3,）调速幅度较大。,M,U,f,I,f,I,a,U,变压,整流,220V,整流,调压,220V,U,f,=110V,固定,U=0110V,可调,改变电枢电压调速方案举例：,29,例：,已知他励电动机的,P,N,=2.2KW,U,N,=220V ,I,aN,=12.4A,R,a,=,0.5, ,n,N,=1500r/min,。 求：,（,1,）,T,L,=0.5,T,N,时,n,=?,（,2,）,=0.8,N,时,n,=?,解：（,1,）,T,L,=0.5,T,N,时,30,（,2,）,=0.8,N,时,31,这种调速方法耗能较大，只用于小型直流机。,串励电机也可用类似的方法调速。,三、改变转子电阻调速,在电枢中串入电阻，,使,n,、,n,0,不变，即,电机的特性曲线变陡,（斜率变大），在相,同力矩下，,n,n,n,0,R,a,R,a,+,R,T,其中,，,32,7.2,.7,直流电动机的使用和额定值,限制,I,ast,的措施：,（,1,）启动时在电枢回路串电阻。,（,2,）启动时降低电枢电压。,一、使用,1.,启动,启动时,n,= 0,E,a,=0,，若加入额定电压，则,I,ast,太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换,向器。一般,I,ast,限制在,(2-2.5),I,aN,内。,33,(1),若电动机原本静止，由于励磁转矩,T = K,T,I,a,，,而,0,，,电机将不能启动，因此，反电动势,为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁,的危险。,直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，,不能让它断开，而且启动时要满励磁。否则，磁,路中只有很少的剩磁，可能产生以下事故：,注意：,34,（,2,）如果电动机在有载运行时磁路突然断开，,则,E, ,，,I,a, ,，,T,和, ，,可能不满,足,T,L,的要求，电动机必将减速或停转，使,I,a,更大，也很危险。,（,3,）如果电机空载运行，可能造成飞车。, ,E, ,I,a, ,T,T,0,n,飞车,35,措施：,他励直流电动机一定要有,失磁保护,。一般在励磁绕组加失压继电器或欠流继电器。当失压或欠流时，自动切断电枢电源,U,。,M,他励,U,f,I,f,I,a,U,36,2.,反转,电动机的转动方向由电磁力矩的方向确定。,（,1,）改变励磁电流的方向。,（,2,）或改变电枢电流的方向。,改变直流电机转向的方法：,37,（,1,）反接制动,3.,制动,制动的所采用的方法：,反接制动、能耗制动、发电回馈制动,M,U,U,f,I,f,+,R,运行,制动,电阻,R,的作用,是限制电源反,接制动时电枢,的电流过大。,38,（,2,）能耗制动,电枢断电后立即接入一个电阻。,M,U,U,f,I,f,+,R,运行,制动,K,停车时，电枢从,电源断开,接到电,阻上，这时：由,于惯性电枢仍保,持原方向运动，,感应电动势方向,也不变，电动机,变成发电机，电枢电流的方向与感应电动势相,同，从而电磁转矩与转向相反，起制动作用。,39,特殊情况下，例如汽车下坡时、吊车重物下降时， 在重力的作用下,n,n,0,（,n,0,理想空载转速），这时电动机变成发电机，电磁转矩成为阻转矩，从而限制电机转速过分升高。,(3),发电回馈制动,40,直流电机有四个出线端，电枢绕组、励磁绕组,各两个，可通过标出的字符和绕组电阻的大小,区别。,4.,连接,（,1,）绕组的阻值范围,电枢绕组,的阻值在,零点几欧姆到,12,欧姆,。,他励,/,并励电机的励磁绕组,的阻值有,几百欧姆,。,串励电机的励磁绕组,的阻值,与电枢绕组的相当,。,自学,41,（,2,）绕组的符号,S,1,T,1,B,1,C,1,H,1,BC,1,Q,1,S,2,T,2,B,2,C,2,H,2,BC,2,Q,2,电枢绕组,他励绕组,并励绕组,串励绕组,换向极绕组,补偿绕组,启动绕组,始端,绕组名称,末端,42,二、额定值,1.,额定功率,P,N,:,电机轴上输出的机械功率。,2.,额定电压,U,N,：,额定工作情况下的电枢上加的直流电压。（例：,110V,，,220V,，,440V,）,3.,额定电流,I,N,：,额定电压下，轴上输出额定功率时的电流（并励应包括励磁电流和电枢电流）三者关系：,P,N,=U,N,I,N,（,：效率）,43,注意：,调速时对于没有调速要求的电机，最大转速,不能超过,1.2,n,N,。,4.,额定转速,n,N,：,在,P,N,，,U,N,，,I,N,时的转速。直流电 机的转速等级一般在,500,r/min,以上。特殊的直流电机转速可以做到很低（如：每分钟几转）或很高（每分钟,3000,转以上）。,44,7.3,单相异步电动机,一、 单相异步电动机的工作原理,结构：,定子放单相绕组（其中通,220V,单相交流电）,转子一般用鼠笼式。,定子,转子,定子,绕组,45,220V,N,S,当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。,在电流正半周,在电流负半周,？,46,转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方,向继续转动。,其原理分析如下：,定子绕组产生的脉动磁场（,），可用,正、反两个旋转磁场合成而等效。即：,+,-,t,m,=,+,-,=,m,/2,47,脉动磁场的分解,-,+,+,-,48,正反向旋转磁场的合成转矩特性,合成转矩,起动转矩,为零。,（正向）,（反向）,正,转,转,反,49,电容分相式起动,二、单相异步电动机的起动,K,D,C,W,ST,W,:,主绕组（工作绕组）,ST,：启动绕组,K,：离心开关,A,X,A,X,W,ST,A,X,A,X,50,K,D,C,W,ST,接近,90,电容分相式单相异步 电动机起动原理,51,K,D,C,W,ST,A,X,A,X,W,ST,A,X,A,X,t=t,0,N,S,52,t=t,0,W,ST,A,X,A,X,N,S,W,ST,A,X,A,X,N,S,t=t,1,磁场逆时针,方向旋转,t=t,0,t=t,1,53,启动时开关,K,闭合，使两绕组电流相位差约为,90,，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断，而电机仍按原方向继续转动。,工作原理,K,D,C,W,ST,A,X,A,X,54,罩极式单相电机,定子,磁极,转子,短路,环,定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。,图中电机的转动方向：顺时针,旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的,磁通领先。,55,单相异步电动机的功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。,三、单相电机的使用,三相异步电动机的单相运行,三相异步电动机在运行过程中，若其中一相和电,源断开，则变成单相运行。此时和单相电机一样，,电机仍会按原来方向运转。但若负载不变，三相供,电变为单相供电，电流将变大，导致电机过热。使,用中要特别注意这种现象；三相异步电动机若在启,动前有一相断电，和单相电机一样将不能启动。此,时只能听到嗡嗡声，长时间启动不了，也会过热，,必须赶快排除故障。,56,第,7,章 控制电机,概述,7 .4,步进电动机,7.4.1,结构,7.4.2,工作方式,7.4.3,小步距角的步进电动机,7.5,伺服电动机,7.5.1,交流伺服电动机,7.5.2,直流伺服电动机,57,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，其主要任务是能量转换，例如将电能转换为机械能。本章介绍控制电机。,概述,如：伺服机将电压信号转换为转矩和转速；,步进机将脉冲信号转换为角位移或线位移。,控制电机的主要功能是转换和传递信号。,控制电机的种类很多，本章主要介绍,步进机、伺服机。,对控制电机的主要要求：,动作灵敏、准确、,重量轻、体积小、运行可靠、耗电少等。,58,7.4,步进电动机,机理,：,步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号,转换成线位移或角位移的电机。每来一个,电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移,动一小段距离。,特点,：,(1),来一个脉冲，转一个步距角。,(2),控制脉冲频率，可控制电机转速。,(3),改变脉冲顺序，改变方向。,59,种类,：,有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。,应用：,步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动,绘图仪等设备中都得到应用。,下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。,60,7.4.1,结构,步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均,由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极,。,定子,转子,定子绕组,61,定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。,注意：,这里的相和三相交流电中的,“,相,”,的概念不同。步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。,A,B,C,定子,转子,I,A,I,B,I,C,62,7.4.2,工作方式,步进电机的工作方式可分为：,三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。,一、三相单三拍,（,1,）三相绕组联接方式：,Y,型,（,2,）三相绕组中的通电顺序为：,A,相,B,相,C,相,通电顺序也可以为：,A,相,C,相,B,相,63,（,3,）工作过程,化，吸引转子，使转子的位置力图使通电相磁路的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。,A,相通电，,A,方向的磁通经转子形成闭合回路。若转子和磁场轴线方向原有一定角度，则在磁场的作用下，转子被磁,A,相通电使转子,1,、,3,齿和,AA,对齐。,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,64,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,同理，,B,相通电，转子,2,、,4,齿和,B,相轴线对齐，相对,A,相通电位置转,30,；,C,相通电再转,30,。,1,C,3,4,2,C,A,B,B,A,65,这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。,三相单三拍的特点：,（,1,）每来一个电脉冲，转子转过,30,。此角称为步距角，用,S,表示。,（,2,）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。,66,二、三相单双六拍,三相绕组的通电顺序为：,A,AB,B,BC,C,CA,A,共六拍。,工作过程：,A,相通电，,转子,1,、,3,齿和,A,相对齐。,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,67,所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对,AA,通电，转子转了,15,。,（,1,）,BB,磁场对,2,、,4,齿有磁拉力，该拉力使,转子顺时针方向转动。,A,、,B,相同时通电,（,2,）,AA,磁场继续对,1,、,3,齿有拉力。,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,68,总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为,15,。,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,B,相通电，,转子,2,、,4,齿和,B,相对齐，又转了,15,。,69,三、三相双三拍,三相绕组的通电顺序为：,AB,BC,CA,AB,共三拍。,AB,通电,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,BC,通电,70,以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。,工作方式为三相双三拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转,30,，即,S,= 30,。,CA,通电,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,71,7.4.3,小步距角的步进电动机,实际采用的步进电机的步距角多为,3,度和,1.5,度，步距角越小，机加工的精度越高。,为产生小步距角，定、转子都做成多齿的，图中转子40个齿，定子仍是 6个磁极，但每个磁极上也有五个齿。,72,转子的齿距,等于,360,/ 40=9,，齿宽、齿槽各,4.5,。,为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿，齿宽和齿槽和转子相同。,73,工作原理：,假设是单三拍通电工作方式。,（,1,）,A,相通电时，定子,A,相的五个小齿和转子对齐。此时，,B,相和,A,相空间差,120,，含,120,/9,=,齿,A,相和,C,相差,240,，含,240,/,9,=,个齿。所以，,A,相的转子、定子的五个小齿对齐时，,B,相、,C,相不能对齐，,B,相的转子、定子相差,1/3,个齿（,3,），,C,相的转子、定子相差,2/3,个齿（,6,）。,74,若工作方式改为三相六拍，则每通一个电脉冲，,转子只转,1.5,。,异步机的转动方向仍由相序决定。,同理，,C,相通电再转,3,（,2,）,A,相断电、,B,相通电后，转子只需转过,1/3,个 齿（,3,），使,B,相转子、定子对齐。,75,f,：,电脉冲的频率,转速,步进机通过一个电脉冲,转子转过的角度,称为,步距角。,m:,一个周期的运行拍数,Z,r,：转子齿数,如：,Z,r,=40 ,m,=3,时,步距角,76,7.5,伺服电动机,交流伺服电动机和直流伺服电动机。,伺服电动机分类,：,伺服电动机的作用是驱动控制对象。被控对象的转距和转速受信号电压控制，信号电压的大小和极性改变时，电动机的转动速度和方向也跟着变化,。,伺服电动机的作用,77,7.5.1,交流伺服电动机,原理,与两相交流异步电机相同，定子上装有两个绕组,励磁绕组和控制绕组。,励磁绕组和控制绕组在空间相隔,90,。,控制绕组,励磁绕组,转子,78,励磁绕组中串联电容,C,的目的是为了产生两相旋转磁场。,接线：,励磁绕组的接线,放,大,器,控制绕组的接线,检,测,元,件,控制信号,79,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,，因此便产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子便转动起来。,1,例：选择电容，可使交流伺服电机电路中的电压电流的相量关系如图所示。,励磁绕组的接线,80,放,大,器,控制绕组的接线,检,测,元,件,控制信号,工作时两个绕组中产生的电流 和 的相位差近,90,，,因此便产生旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子转动起来。,控制电压 与电源电压 两者频率相同，相位相同或反相。,81,（,1,）,U,2,= 0,时，转子停止。,这时，虽然,U,2,=,0V,，,U,1,仍存在，似乎成单相运行状态，但和单相异步机不同。,若单相电机启动运行后，出现单相后仍转。伺服电机不同，单相电压时设备不能转。,交流伺服电动机的特点：,原因：,交流伺服电机,R,2,设计得较大。所以在,U,2,=0,时，交流伺服电机的,T=f(s),曲线如下页图：,82,当,U,2,=,0V,时，脉动磁场分成的正反向旋转磁场产生的转距,T,、,T,的合成转矩,T,与单相异步机不同。合成转矩的方向与旋转方向相反，所以电机在,U,2,=0V,时，能立即停止，体现了控制信号的作用,(,有控制电压时转动，无控制电压时不转,),，以免失控。,交流伺服电动机的,T=f(s),曲线（,U,2,=0,时）,s,T,2,1,0,s,T,T,T,0,2,1,反转,正转,83,（,3,）控制电压,U,2,大小变化时，转子转速相应变化，转速与电压,U,2,成正比。,U,2,的极性改变时，转子的转向改变。,（,2,）,交流伺服电机,R,2,设计得较大，使,S,m,1,，,T,st,大，启动迅速，稳定运行范围大。,交流伺服电动机的机械特性曲线,(,U,1,=const,),n,T,U,2,0.8,U,2,0.6,U,2,0.4,U,2,T,n,84,交流伺服电机的输出功率一般为,0.1-100 W,，电源频率分,50Hz,、,400Hz,等多种。它的应用很广泛，如用在自动控制、温度自动记录等系统中。,应用,85,7.5.2,直流伺服电动机,结构：,与直流电动机基本相同。为减小转动惯量做得细长一些。,工作原理：,与直流电动机相同。,供电方式：,他励。励磁绕组和电枢由两个独立电源供电：,M,U,1,I,f,I,a,U,2,放,大,器,U,U,1,为励磁电压，,U,2,为电枢电压。,86,由机械特性可知：,(1),U,1,（即磁通,）不变时，一定的负载下，,U,2,n,。,(2),U,2,=0,时，电机立即停转。,反转：,电枢电压的极性改变，电机反转。,直流伺服电机的机械特性公式与他励直流电机一样：,机械特性曲线,U,2,0.8U,2,0.6U,2,0.4U,2,n,T,87,直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。经常用在功率稍大的系统中，它的输出功率一般为,1-600W,。它的用途很多，如随动系统中的位置控制等。,应用：,88,