第5章控制電機(jī)ppt課件

1、 將電壓信號轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動控制對象將電壓信號轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動控制對象旋轉(zhuǎn)。用在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，其轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)。用在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，其轉(zhuǎn)動的速度和方向?qū)㈦S控制電壓的大小和極性而變化。的速度和方向?qū)㈦S控制電壓的大小和極性而變化。 前面所討論的電機(jī)，都是作為動力電機(jī)來使用的。前面所討論的電機(jī)，都是作為動力電機(jī)來使用的。而本章所介紹的電機(jī)為控制電機(jī)，其主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換而本章所介紹的電機(jī)為控制電機(jī)，其主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換和傳遞控制信號，能量轉(zhuǎn)換是次要的。一般用在自動和傳遞控制信號，能量轉(zhuǎn)換是次要的。一般用在自動控制、測量及計算系統(tǒng)中?？刂?、測量及計算系統(tǒng)中。伺服電動機(jī)分為交流伺

2、服和直流伺服電動機(jī)兩類伺服電動機(jī)分為交流伺服和直流伺服電動機(jī)兩類（1 1可控?zé)o自轉(zhuǎn)可控?zé)o自轉(zhuǎn) 當(dāng)控制電壓當(dāng)控制電壓UC=0 UC=0 時時, , 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n=0n=0；（2 2靈敏度高靈敏度高 轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向隨控制電壓的大小和轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向隨控制電壓的大小和 極性而改變；極性而改變；（4 4功率小功率小 通常為零點(diǎn)幾瓦通常為零點(diǎn)幾瓦幾十瓦；幾十瓦；（5 5運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行穩(wěn)定 n n在在 (0 (0 n0 n0之間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；之間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；（6 6起動電壓小起動電壓小 Ust= UN(3 Ust= UN(3 。（3 3響應(yīng)快速響應(yīng)快速 由于轉(zhuǎn)動慣量小，起動轉(zhuǎn)矩大，由于轉(zhuǎn)動慣量小，起動轉(zhuǎn)矩大， 所以

3、電動機(jī)起動快；所以電動機(jī)起動快；交流伺服電動機(jī)的控制電壓為交流電壓交流伺服電動機(jī)的控制電壓為交流電壓, , 特點(diǎn)為：特點(diǎn)為：交流伺服交流伺服 電動機(jī)電動機(jī)定子定子定子繞組定子繞組定子鐵心定子鐵心鼠籠形轉(zhuǎn)子鼠籠形轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子內(nèi)定子外定子外定子勵磁繞組勵磁繞組 WF + CWF + C控制繞組控制繞組 WCWC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 UC ICWCWCWFWFC C Uf If減小主磁路的磁阻減小主磁路的磁阻 （杯形轉(zhuǎn)子）（杯形轉(zhuǎn)子）在空間上垂直放置在空間上垂直放置 細(xì)長細(xì)長 細(xì)長的空心薄壁圓筒細(xì)長的空心薄壁圓筒杯形轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子可視為由可視為由無數(shù)根金無數(shù)根金屬導(dǎo)體并屬導(dǎo)體并聯(lián)而成。聯(lián)而成。 杯形

4、轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子可視為由可視為由無數(shù)根金無數(shù)根金屬導(dǎo)體并屬導(dǎo)體并聯(lián)而成。聯(lián)而成。在控制繞組上加入控制電壓在控制繞組上加入控制電壓Uc 產(chǎn)生正弦電流產(chǎn)生正弦電流 Ic UC ICWCWCWFWFC C Uf If勵磁繞組串入電容勵磁繞組串入電容C, 加入勵磁電壓加入勵磁電壓Uf 產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流 If選擇選擇C使使 If 和和IC相位相差相位相差90O 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場 n0n 使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來要求：要求：UfUf一定時，一定時，n n的大小、方的大小、方 向隨向隨UCUC變化。變化。2.Uf2.Uf一定時，一定時，UC=0UC=0，電動機(jī)，電動機(jī) 立即停轉(zhuǎn)。立即停轉(zhuǎn)。WCWCWFWFC

5、 C Uf If UC = 0 n0n-脈動磁場脈動磁場當(dāng)當(dāng)UC=0UC=0，UfUf一定時，一定時，IfIf將產(chǎn)生脈動將產(chǎn)生脈動磁場，在此磁場，在此脈動磁場的脈動磁場的作用下，轉(zhuǎn)作用下，轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子將動的轉(zhuǎn)子將繼續(xù)轉(zhuǎn)動，繼續(xù)轉(zhuǎn)動，而不會立即而不會立即停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)TS01SmTmax當(dāng)當(dāng)R2較大較大時時, Sm1當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻R2R2增加到使增加到使 Sm 1Sm 1時時, ,勵磁電壓單獨(dú)作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩勵磁電壓單獨(dú)作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 T T與電動機(jī)的轉(zhuǎn)向相反與電動機(jī)的轉(zhuǎn)向相反, ,成為制動轉(zhuǎn)成為制動轉(zhuǎn)矩矩, ,以保證電動機(jī)不自轉(zhuǎn)。以保證電動機(jī)不自轉(zhuǎn)。TSn）012TR2增增大大增增大大T+

6、n0T-n0T = T+- T-0.4UCUC0.8UC0.6UCn0TUc控制方式控制方式幅值控制幅值控制相位控制相位控制幅值幅值-相位控制相位控制WCWCWFWFC C Uf UC幅值控制方式幅值控制方式R R特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.1.利用利用UcUc的有無實(shí)現(xiàn)啟動、停止控制。的有無實(shí)現(xiàn)啟動、停止控制。2.2.利用利用UcUc的大小調(diào)節(jié)的大小調(diào)節(jié)n nTLTL一定，一定，UcUc，n n 若若TLTL，欲使轉(zhuǎn)速，欲使轉(zhuǎn)速 n n 不變不變應(yīng)使應(yīng)使UCUC ）3.3.利用改變利用改變UcUc的極性，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。的極性，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。4.4.適用于小功率場合，適用于小功率場合，0.1W100W

7、0.1W100W。n0T0.4UCUC0.8UCUfUC+-ICEIfUc-電樞控制電壓電樞控制電壓Uf-直流勵磁電壓直流勵磁電壓n = RaKe TKeKt 2UC 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.1.利用利用UcUc的有無實(shí)現(xiàn)啟動、停止控制。的有無實(shí)現(xiàn)啟動、停止控制。2.2.利用利用UcUc的大小調(diào)節(jié)的大小調(diào)節(jié)n nTLTL一定，一定，UcUc，n n；若；若TLTL欲使轉(zhuǎn)速欲使轉(zhuǎn)速 n n 不變不變應(yīng)使應(yīng)使UCUC ）3. 3. 利用改變利用改變UcUc的極性，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。的極性，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。4. 4. 適用于大功率場合，適用于大功率場合，1W600W1W600W。2.2.交流機(jī)結(jié)構(gòu)簡單。直流機(jī)

8、的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有電磁干擾。交流機(jī)結(jié)構(gòu)簡單。直流機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有電磁干擾。1.1.交流機(jī)特性軟。直流機(jī)的特性硬。交流機(jī)特性軟。直流機(jī)的特性硬。3.3.交流機(jī)功率小。直流機(jī)的功率大。交流機(jī)功率小。直流機(jī)的功率大。EO= 0WFWFWCWC（1轉(zhuǎn)子靜止時轉(zhuǎn)子靜止時 轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及渦流感應(yīng)電動勢及渦流 r r 1合成磁場合成磁場 1WCWC輸出繞組中：輸出繞組中：EO =0EO =0，UO=0UO=0UO= 0脈振磁場脈振磁場 f UfIf fWF勵磁繞組加勵磁繞組加Uf 1方向與方向與WC軸線垂直軸線垂直 UfWFWFIfWCWC f 1（2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動n時時 Er Irn杯形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)切割杯形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)切割1 r r r方向與方向與WC軸線平行軸線平行EO在輸出繞組中感應(yīng)出在輸出繞組中感應(yīng)出 EOUO）UOUO = EO =KnUOn理想特性理想特性實(shí)際特性實(shí)際特性特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1UO =Kn（2n反轉(zhuǎn)，UO相位反向（3有線性誤差（4有剩余電壓Uf-直流勵磁電壓直流勵磁電壓UfUa+-IaEIfUa-電樞電壓電樞電壓RLnUaO = E =Ken = CenUa = E