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控制电机及特种电机教材

产生的电流 I 2 1
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。
交流伺服电动机的特点:
1、为了便于控制转速,把转子电阻设计的很高时,
使电动机的机械特性变得很软。 2、交流伺服电动机的机械特性曲线如下:
二、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。 分类:电磁式(他励式)和永磁式直流伺服电动机。

一、交流测速发电机
1、基本机构

图中的转子是一个薄壁非磁性杯形转子。
一般杯形转子用高电阻率硅锰青铜或锡锌青铜制成。
一、交流测速发电机
2、工作原理
一、交流测速发电机
2、工作原理
(1)杯形转子异步测速发电机定子上有两个在空间上互差 90°电角度的绕组,一为励磁绕组,另一为输出绕组。 (2)工作原理: 当定子励磁绕组外接频率的恒压交流电 源 ,励磁绕组中有电流流过,在直轴上产生磁通。在转 子不动时,输出绕组不产生感应电动势。在转子转动时, 转子切割直轴磁通,在杯型转子中产生感应电动机。

发电机电刷两端接上负载电阻RL 后, RL两端的电压是输出电压。 负载时测速发电机的输出电压等 于感应电势减去它的内阻压降, 即 Ua=Ea-IaRa
Ia
+ TG Ea RL n
Ua

称为直流发电机电压平衡方程式。 式中,Ra为电枢回路的总电阻,它包括电枢绕组的电阻、 电 刷和换向器之间的接触电阻;Ia为电枢总电流,且有以下输出 特性

一、交流伺服电动机
2、工作原理 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 控制绕组
转子 励磁绕组和控制绕组在空间相隔90。
2、工作原理
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。
定子绕组 定子
转子
二、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。 1、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
(3)工作过程
A
B' 1
A 相通电,A 方向的磁通
第三节 步进电动机
步进电动机
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。因此,其位移与脉冲数成正比。
考点: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。
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。
种类(按工作原理):
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。
第十五单元
控制电机及特种电机
苏丽华
第十五单元 控制电机及特种电机
第一节 测速发电机
第二节 伺服电动机
第三节 步进电动机
第四节 交磁电机放大机
第五节 电磁调速电动机 第六节 电焊机
控制电机及特种电机
特点: 动作灵敏、 准确度高、 质量轻、 体积小、 耗电少及 运行可靠。

控制电机及特种电机
第一节 测速电动机
(考点)有反应式、永磁式和永磁感应式。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。
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 。
测速发电机
1、测速发电机广泛用于各种转速的电磁装置。在自动控制系 统中作为检测速度的元件,以调节电动机转速或通过反馈来 提高系统稳定性和精度;也可作为加速或延迟信号用或用来 测量各种运动机械在摆动或转动以及直线运动时的速度。 2、测速发电机分为直流和交流两种。
一、交流测速发电机

交流测速发电机分为:同步和异步测速发电 机。 在实际应用中杯形转子异步测速发电机使用 较广泛。
伺服电动机
1、伺服电动机的作用:
考点:伺服电动机的作用将输入电压信号转换
为轴上的角位移或角速度输出。
2、伺服电动机的分类:
交流伺服电动机和直流伺服电动机。
一、交流伺服电动机
1、结构

定子:交流伺服电动机的 定子与一般单相异步电动 机的定子相似。 转子:其转子的结构有笼 型和非磁性杯形两种,其 中笼型伺服电动机应用最 广泛。
输出特性:

Ia
指输出电压与输入转速之间 的函数关。
根据 Ua=Ea- IaRa 和 Ia=Ua / RL 得 Ua = Ua =
+ TG Ea RL n
Ea=Ce n 只要保持、Ra和 RL不变,Ua与 n就 成正比关系。
Ua
Ea
1+(Ra /RL) Ce
Ra 1+ RL
n =Kn
第二节 伺服电动机
二、直流测速发电机
1、结构
(1)直流测速发电机在结构上与普通小型直流发电机 相同。 (2)按励磁方式分:他励式和永磁式。 永磁式的定子是用永磁钢制成。
二、直流测速发电机
此外按电枢机构分为无刷式、直线式、无槽电枢等。
永磁式直流测速发电机
他励式直流测速发电机
2、直流测速发电机的工作原理
直流电势公式:Ea=CeΦn
C'
2
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
4
C
3 A'
B
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 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。
A
B'
A C' B
B'
C' B
A'
C
A'
C
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。
工作原理:与直流电动机相同。
二、直流伺服电动机
U 2 Iara n= CeΦ
U 放 U2 大 M 器
Ia
If U1
U1为励磁电压,U2为电枢电压。 由机械特性可知: (1)U1(即磁通)不变时,一定的负载下,U2,n。 (2)U2=0时,电机立即停转。
三、应用:
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1600W。它的用途很多,如随动系统中的位置控 制等。
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