微特電機及系統(tǒng)課件：chap01_緒論

1、Micro-motors and Systems微特電機及系統(tǒng)電氣工程及其自動化專業(yè)普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材目 錄普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材 緒論 伺服電動機與伺服系統(tǒng) 測速發(fā)電機 步進電動機 自整角機 旋轉變壓器 永磁無刷直流電動機 單相交流串勵電動機 雙凸極電機驅動系統(tǒng) 直線電動機 超聲波電動機1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1.1 微特電機的用途微特電機通常指的是性能、用途或原理等與常規(guī)電機不同 ,且體積和輸出功率較小的微型電機和特種精密電機 。一般其外徑不大于 130mm，輸出功率從數(shù)百毫瓦到數(shù)百瓦。但是現(xiàn)在微特電機的體積和輸出功率都已突破了這個范

2、圍。有的特種電機的功率做到了10 kW左右。它們廣泛應用于軍事裝備、電子產(chǎn)品、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、家用電器、辦公自動化、通訊和交通、電動工具、儀器儀表、電動玩具等方面。1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1.1 微特電機的用途航空航天：衛(wèi)星天線，太陽能電池飛機的方向舵國防：火炮自動瞄準、飛機軍艦自動導航、導彈遙測遙控、雷達自動定位等；工業(yè)：機器人、機床加工過程自動控制與顯示；信息與電子產(chǎn)品：計算機、移動通訊；1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1.1 微特電機的用途（續(xù)）現(xiàn)代交通運輸：汽車電機 農(nóng)業(yè)：水位自動顯示、水壩閘門自動開閉；日常生活：電梯自動選層、醫(yī)療設備、錄音錄

3、象、 家用電器1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1.2 微特電機的分類 驅動微電機：主要用來驅 動各種機構、儀表及家用電器。1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材控制微電機：主要用來在自動控制系統(tǒng)中作元件。1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1.3 對微電機的基本要求驅動微電機：與一般動力電機的要求類似，高效、高功率因數(shù)等；控制微電機：二高一快 高可靠性-對控制電機的第一位要求； 高精度-精度指實際特性與理想特性之間的差距； 快速響應-主要指標是機電時間常數(shù)與靈敏度。1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材微特電機的主要特點與普通電機的要求不同：普通

4、電機的主要任務是轉換能量，微特電機在自動控制系統(tǒng)中只起一個元件的作用，主要任務是完成信號的傳遞與轉換；使用環(huán)境更廣：地上、水下、海洋、太空，高溫、低溫、潮濕、沖擊、振動、輻射等，要在各種惡劣的環(huán)境條件下仍能準確、可靠地工作要求體積小、重量輕、耗電少： 1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1.4 微特電機的發(fā)展概況和趨勢發(fā)展歷史：國外從20世紀30年代開始，隨著工業(yè)自動化、科學技術和軍事裝備的發(fā)展而迅速發(fā)展起來； 我國是從20世紀50年代前后才開始全面發(fā)展，大致經(jīng)歷了4個階段：起步階段（1950-1965年）：仿制蘇聯(lián)產(chǎn)品自我發(fā)展階段（1966-1978）：基本形成了微特電機工業(yè)體系

5、，自行設計 1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材初步壯大階段（1979-1989年）：改革開放，引進生產(chǎn)線，規(guī)?；a(chǎn)能力空前提高快速發(fā)展階段（1990-現(xiàn)在）：三資 、民營企業(yè)，迅速 發(fā)展，生產(chǎn)技術 水平隨之提 高，開發(fā)新產(chǎn)品。 目前與國際先進水平仍有較大差距：品種少，比功率小，質量大，壽命短，精度低。發(fā)展趨勢：目標：a) 提高可靠性和適應性1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材b) 提高精度：由于控制系統(tǒng)對電機性能要求越來越高，提高精度仍是發(fā)展方向之一；措施：除了從電機本身著眼外，要把電機與控制系統(tǒng)線路的改進結合起來；無刷化：無刷直流電機、自整角機、旋旋轉變壓器等 小

6、型化：體積、質量、能耗。是當前微特電機研究中迫切需要解決的問題，特別是高空飛行中，重量每增加1kg，每小時就要多耗燃料100 kg。小型化除指體積與重量外，還指功率消耗。措施：改進設計，簡化結構，新材料，新工藝等。1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材機電一體化：將電機、傳感器、控制器集成為一體。永磁化：高性能永磁材料可有效提 高電機性能，減小體積和重量。智能化：采用可編程控制器件。確立了微特電機作為一個小系統(tǒng)的設計、生產(chǎn)和使用的新概念。研制新原理、新結構電機：超聲波電機，雙凸極電機等元件與系統(tǒng)相互協(xié)調：伺服電機性能是否能充分發(fā)揮，與控制線路和控制方法密切相關，步進電機、超聲波電機、

7、雙凸極電機等與驅動電路不可分。應用舉例 雷達天線和顯示管偏轉線圈的隨動系統(tǒng) 1. 搜索狀態(tài)； 2. 跟蹤狀態(tài)1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材北方位角仰角距離雷達目標1. 搜索狀態(tài)；熒光屏上出現(xiàn)的飛機2. 跟蹤狀態(tài)1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材 如果再把自整角變壓器的輸出信號送到具有自動瞄準裝置的火炮控制系統(tǒng)中，經(jīng)過比較和放大后，驅動執(zhí)行元件動作，帶動炮筒轉到和雷達天線一致的空間位置并對準目標，這就組成了火炮自動瞄準系統(tǒng)。測量元件放大元件伺服元件控制裝置校正元件位置反饋(測速發(fā)電機)(自整角機)1. 緒 論普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1.5 如何學習這門課程微特電機種類繁多，而且，隨著科學技術的飛速發(fā)展，新型電機層出不窮，所以，我們不可能學習所有微特電機，只能