II—断续工作区：电机只能够间歇工作。一般情 况指在10分钟的工作周期内，电机有20%~40% 的时间在工作。
III—加减速区：电机只能用于加速或减速，工 作一段极短的时间。

4．120o方波交流电流工作的无刷直流电动机
主电路
波形图
T
TA
TB
TC
V T1
V T3
V T5
iA
a)
A
0
VD1
VD3
VD5
导通 上 管下
1 6
1 2
3 2
iA
f)
e
eB
eC
0
eA
t
①②
③ ④⑤
BC
BA
CA
CB
AB
3
3
5
5
1
2
4
4
6
6
t
t
BA
CA
CB
AB
CB
3
5
5
1
1
4
4
6
6
2
t
0 0 时 ，T1 T3 换 流 时 刻 0 6 0 时 ，T1 T3 换 流 时 刻
9.4 同步电动机交-交自控式变频调速系统 （交流无换向器电机）
a)
0
S f Sf
Ff
KFS FR sin s KF f FR sin f
输出的平 均转矩
b)
④ ⑤ ⑥① ② ③④⑤
T
T BC
c)0 0 0
T d ) 0 60 0
T 0
e) 0 120
TBC TBC
T
f ) 0 180 0 T BC
BC相 导 通 0 0 的 位 置 t
A
if
+
构成
F AC
Ff
a
①
F AB
~
工作原理
②
⑥
VT0 B
VT4 VT6 VT2
C
N
定子磁势
F BC
X
n b
③
F BA
A
T
F CB
S
⑤
c
④
F CA
直流无换向器电机
FS
FR
控制器
BQ
T KFS F f sin sf
矩角特性
T
TCB T AB T AC
TBC TBA TCA TCB T AB
所有谐波都是参与了正常的工作。
c)
TA
t
总输出转矩是其基波分量与所有谐
波分量共同努力的结果。
d)
T
t
应采用正确的测量方法。
5．自控式变频的概念
“自控式”变频—— n 决定 f
“它控式”变频—— f 决定
9.3 同步电动机交-直-交自控式变频调速系统
（直流无换向器电机）
VR
Ld
VT
VT1 VT3 VT5
国产200MW汽轮发电机定子
国产200MW汽轮发电机定子铁心
现场运行的水轮发电机
同步电机的基本工作原理与结构
同步电机的基本工作原理与分类
一、同步发电机的基本工作原理
励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁
场，原动机拖动转子以转速 n旋转时，其
磁场切割定子绕组而感应交流电动势 E 0.
频率： f p n 60
全数字式伺服系统 CNC系统与伺服驱动之间传递的信息包括：位置、速度、
扭矩等，伺服驱动装置可独立完成位置控制。
学习总结
A
13 5
13 5
13 5
if
+
I
III
V
~
电抗器
B
IV
VI
II
C
46 2
46 2
46 2
••••••
控制器
BQ
转子转动时的实际情形
I2
E2s r2jx2s
sE2 r2js2x
四、 T形等效电路
等效机械负载的附加电阻
各参数的物理意义：
定子铁耗的等效电阻
定子绕组的电阻r1、漏抗x1
对应主磁通的励磁电抗
Ud
iB
V T4
V T6
V T2
B
VD4
VD6
VD2
区域号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ② ③
C a)
上1 1 3 3 5 5 1 1 3
导通管
下6 2 2 4 4 6 6 2 2
由位置信号（区域号）决定导通管，
iA
这就是“自控式”变频
t
输出的电流是120o
b)
iB
t
的方波交流电流
ic
t
每个谐波都能得到有用的转矩。
转子绕组归算后的电阻r’2、漏抗x’2
图5-19 简化等效电路
U 1
jX1 I1
R 2 s
I 2 I 2
jX2 I2
E 1 R1 I1
I 1
I2
I m
1
E 2
伺服电机选择
• 负载转矩选择伺服电机 • 根据负载惯量选择伺服电机 • 快速移动时的最大转矩 • 电机加减速时的转矩
项目二 进给伺服驱动系统
电磁转矩T
n
同步电机的基本工作原理与结构
同步电机的基本结构
以汽轮发电机为例:
定子铁心：硅钢片叠成。 定子(电枢) 电枢绕组：三相对称绕组——铜线制成
机座：钢板焊接面成，有足够的强度和钢度。
转子
转子铁心：采用整块的含铬、镍和钼的合金钢锻成 励磁绕组：铜线制成 护环：保护励磁绕组受离心力时不甩出 中心环：支持护环，阻止励磁绕组轴向移动 滑环：引励磁电流经电刷、滑环进入励磁绕组
t t
t
逆变器晶闸管的换流
高速时依靠反电势换流 低速用“电流断续法”换流
无换向器电机换流时刻示意图
eA
Id
V T1
A
ik
eA
V T3 B
eB
C V T2
a)
b)
位置码 ④
⑤
⑥
导 通 相 CB AB
AC
c) 0 0 导通 上 5
1
1
管下
6
6
2
d)
iA iB
导 通 相 AB
AC
BC
e) 0 60
项目二 进给伺服驱动系统
单元二 交流伺服驱动系统
一、交流伺服驱动系统的组成
一般闭环伺服系统的结构是一个三环结构系统，外环 是位置环，中环是速度环，内环为电流环。
CNC 位置调节
速度调节
电流调节 转换驱动
M
工作台
电流反馈
G
速度反馈
位置反馈
项目二 进给伺服驱动系统
二、闭环位置控制的实现
插补程序输出ΔX，新的指令位置X+ΔX与计数器中的 实际位置XF进行比较，其差值经增益放大，并由D/A转换为 模拟电压，使工作台向误差减小的方向移动。
插补结果
+ 新指令位置
-
Kc
CNC
接口电路
数模转换
计数器
接受电路
控制软件框图
异步电动机的转动原理
转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
vA n0
Y NZ
F
旋转磁场
n0
60f1 p
(转/分 ）C
F
S
B
方向:顺时针
X
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
Bli
左手定则
电磁力F
大小： E04.44fN 1kw10
波形：由e B( x可)l知v ，波形取决 于 的B空( x间) 分布。
相序：由转子的转向决定。
发电机的物理过 程可用图示表示
U1
•
W2 •
N
n
•
S
V1
U2
• V2
W1
旋转示意图1 旋转示意图2
项目二 进给伺服驱动系统
2、工作原理
I—连续工作区：转矩和速度的任意组合都可以 长时间工作，转矩基本不变，电机工作在恒转矩 区。
转子
C A
定子绕组
B
机械端口 电端口 定子铁心
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1、汽轮发电机结构 （1）定子铁心
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1、汽 轮发电 机结构
返回
2、水轮发电机结构
(1)立式水轮发电机
(2)卧式水轮发电机
2、水轮发电机结构转子结构
10000kW水轮机转子
1.发电环节——各种电机 引进600MW汽轮发电机
国产300MW汽轮发电机