第6章控制电动机

,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,6,章 控制电机,了解机电传动控制系统中一些常用控制电机的基本结构,;,掌握各种控制电机的基本工作原理,主要运行特性及特点,;,了解控制电机应用场所,正确选用控制电机,.,6.1,交流伺服电动机,控制电机的主要作用是用来完成信息的传递与交换,而不是进行能量转换,.,伺服电动机的特点,:,可以进行控制,控制功率小,可靠性高,;,调速范围广,;,转子惯量小,能迅速起动,停止,.,1.,两相交流伺服电动机的结构,1),定子,:,定子由硅钢片叠成,;,在定子铁心的内圆表面嵌有两套相差,90,电角度的绕组,:,激磁绕组,WF,控制绕组,WC;,这两套绕组分别由两个电源供电,.,接线图,两相交流伺服电动机的结构,2),转子,:,分为鼠笼型和杯型两种,.,(1),鼠笼型转子作得细而长,转子导体采用高电阻率的材料,.,用于小功率的自动控制系统,.,产品型号,SL,系列,.,(2),空心杯型转子作成薄壁圆筒形,放在内外定子之间,.,用于要求运行平滑的系统,.,产品型号,SK,系列,.,杯型转子伺服电动机结构图,1,激磁绕组,;,2,控制绕组,;,3,内定子,;,4,外定子,;,5,转子,2.,基本工作原理,两相绕组,WF,和,WC,分别通入,频率相同的交流电,产生旋转磁场,使伺服电动机起动,.,取消,WC,后,电动机立即停止旋转，要防止自转,.,3.,消除自转现象,的措施：,加大转子电阻,.,如,:,采用薄壁杯形转子,.,鼠笼条用高阻材料黄铜,转子内阻很大，,S,m,接近,1,，这样，转速为正，则,T,为负，转速为负，则,T,为正，成为阻碍转子旋转的制动转矩。去掉,WC,后，电磁转矩,T,的方向始终与转子转速方向相反，从而实现快速停止。,S=1,S=0,4.,交流伺服电动机的特性和应用,1),控制方法有三种,.,：,幅值控制,相位控制,幅,-,相控制,2),幅值控制原理图,:,控制电压,U,c,越高,电动机转速越高,.,不同控制电压下的机械特性,3),应用举例,(1),参数,:,交流伺服电动机输出功率为,0.1-100W(,再大则用直流伺服电动机,);,电源频率,50-400Hz.,(2),应用,:,雷达天线的旋转控制,;,飞机驾驶盘的控制,;,流体阀门开关控制,应用方框图,6.2,直流伺服电动机,1.,基本结构,:,与普通他激直流电动机相同,.(,有换向器,),2.,分类,:,电磁式,(,他激式,);,永磁式,3.,电气原理图,:,如右图,.,其中,(a),为电磁式,(b),为永磁式,.,4.,参数,:,输出功率,1-600W.,电磁式,(,他激式,);,永磁式,6.3,力矩电动机,1.,永磁式直流力矩电动机的结构特点与工作原理,:,结构特点,:,扁平状,.,（而直流伺服电机做成细长形）,工作原理,:,同直流伺服电动机,.,1,.,定子,2.,电枢,3,.,电刷架,力矩电动机是能与负载直接连接产生大转矩低转速,(,或堵转,),下运转的电动机,6.4,小功率同步电动机*,1.,永磁式同步电动机,1),结构特点,:,定子绕组可通入三相或两相交流电,;,转子包括永久磁铁,1,和装在转子铁心,3,槽中的起动绕组,2.,转子结构示意图见下图,.,2),工作原理,负载不能超过一定限度,否则电动机可能“失步”,.,小功率同步电动机为连续运转的同步电动机,用于传动及作执行元件,2.,磁阻式电磁减速同步电动机,1),结构特点,园环形的定子装有三相或单相供电的绕组,转子为园盘形,不嵌绕组,;,转子齿数大于定子齿数,.,2),工作原理,磁力线总是使经过的磁路磁阻最小,磁阻转矩使转子朝着磁导最大的方向转动,.,是常用的一种低速电动机,.,6.6*,自整角机,1.,结构特点,1),定子,:,定子铁心,2,三相整步绕组,1.,2),转子,:,转子铁心,3(,凸极,),激磁绕组,4,转轴,5,滑环,6.,用作角度的传输,变换和指示,;,分为发送机和接收机,(,自整角变压器,),2.,控制式自整角机,1),接线图,:,如右图,.,发送机和接收机结构一样,.,三相绕组放在定子上,两对三相绕组对应连接,;,转子上的单相绕组,发送机为激磁绕组,其电压,U,1,为定值,;,接收机为输出绕组,其输出电压,U,2,由定子磁通产生,.,图中,接收机在变压器状态下工作,又称其为自整角变压器,.,控制式自整角机,2,),应用：,控制式自整角机在,转角随动系统中的应用,自整角变压器的输出电压放大后控制交流伺服电动机,MS,MS,同时带动负载和转子,.,发送机转子的转角不断变化,MS,就不断转动,达到转角随动,.,3.,力矩式自整角机,当仪表指针作为负载时,不需要伺服电动机了,而由自整角机直接实现转角随动,.,这就是力矩式自整角机,.,1),接续图,:,接收机和发送机的单相绕组都作激磁用,.,接收机的转子带负载,.,发送机,接收机,力矩式自整角机,2),应用,力矩式自整角机在液位指示器中的应用,力矩式自整角机直接实现转角随动,应用于指针等轻负载,.,右图中,浮子,1,的升降通过滑轮,5,和平衡锺,4,使发送机,2,转动,接收机,3,随动带动指针,准确实现液位的传递,.,6.7,直线电动机*,直线电动机是将电能转换为直线运动的伺服驱动元件,1.,直线异步电动机的结构,将旋转式异步电动机的定子,转子园周沿径向切开,展成平面,.,定子为一次侧,一般比较短,;,转子为二次侧,一般比较长,.,平板型直线电动机示意图如右图,.,2.,直线异步电动机的工作原理,直线异步电动机,二次侧运动速度为,:,式中,滑差率,S,其中,为极距,为同步速度,3.,直线异步电动机的特点和应用,1),特点,:,不需要中间传动机构,结构简单,减少了振动和噪声,;,可实现快速起动和正反向运行,;,装配灵活,.,效率低,功率因数低,电源功率大,低速性能差,.,2),应用,:,门阀开启的驱动装置,;,机床工作台进给的驱动装置,此时,将一次侧固定在滑板上或床身上,.,