控制電機(jī)-第七章-交流伺服電動(dòng)機(jī)課件

1、第七章 交流伺服電動(dòng)機(jī)（AC servomotor）第七章 交流伺服電動(dòng)機(jī)（AC servomotor）復(fù)習(xí)直流伺服電動(dòng)機(jī)用途：電壓信號(hào) 轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度輸出。原理：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。穩(wěn)態(tài)特性 動(dòng)態(tài)過程發(fā)電機(jī)狀態(tài)、反接制動(dòng)狀態(tài)、動(dòng)能制動(dòng)狀態(tài)其他伺服電動(dòng)機(jī) 直流力矩、低慣量伺服復(fù)習(xí)直流伺服電動(dòng)機(jī)用途：電壓信號(hào) 轉(zhuǎn)軸的角位移或本章學(xué)習(xí)內(nèi)容概述交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理交流伺服電動(dòng)機(jī)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的運(yùn)行分析橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)及其分析方法幅值控制特性移相方法和控制方式主要性能指標(biāo)和與直流伺服電機(jī)的比較本章學(xué)習(xí)內(nèi)容概述1 概述 自動(dòng)控制系統(tǒng)提出的要求：調(diào)速范圍大線性度好

2、，運(yùn)行穩(wěn)定無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象慣性小快速靈敏 特點(diǎn)：具有可控性。 用途：自控系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件。電動(dòng)機(jī)停止電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)立刻轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)快/慢1 概述 自動(dòng)控制系統(tǒng)提出的要求：調(diào)速范圍大線性度好，運(yùn)行2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定子：兩相繞組互成900勵(lì)磁繞組l1l2控制繞組k1k2實(shí)質(zhì)為兩相異步電動(dòng)機(jī)2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定子：兩相繞組互成900勵(lì)磁繞轉(zhuǎn)子鼠籠型 非磁性杯形鼠籠型：和三相異步電動(dòng)機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子一樣，鐵心槽中放入導(dǎo)條，所有導(dǎo)條兩端用兩個(gè)短路環(huán)連接。一般采用高電阻率的導(dǎo)電材料制造，如青銅、黃銅。另外，為了提高交流伺服電動(dòng)機(jī)的快速響應(yīng)性能，宜把籠型轉(zhuǎn)子做成又細(xì)又長，以減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)

3、動(dòng)慣量。 轉(zhuǎn)子鼠籠型 非磁性杯形鼠籠型：和三相異步電動(dòng)機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子一樣非磁性杯型轉(zhuǎn)子：此種轉(zhuǎn)子的交流伺服電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)定子，外定子和內(nèi)定子。外定子鐵芯槽內(nèi)安放有勵(lì)磁繞組和控制繞組，而內(nèi)定子一般不放繞組，僅作磁路的一部分；空心杯轉(zhuǎn)子位于內(nèi)外繞組之間，通常用非磁性材（如銅、鋁或鋁合金）制成，杯壁一般在0.3mm左右。非磁性空心杯轉(zhuǎn)子可以看成鼠籠轉(zhuǎn)子的一種特殊形式。非磁性杯型轉(zhuǎn)子：此種轉(zhuǎn)子的交流伺服電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)定子，外定子和慣量小軸承摩擦阻轉(zhuǎn)矩小沒有齒槽粘合現(xiàn)象恒速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子不會(huì)抖動(dòng)勵(lì)磁電流大，電機(jī)利用率低啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和輸出功率小結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜與鼠籠轉(zhuǎn)子相比，非磁性杯型轉(zhuǎn)子的優(yōu)缺點(diǎn)。慣量小勵(lì)磁電流大

4、，電機(jī)利用率低與鼠籠轉(zhuǎn)子相比，非磁性杯型轉(zhuǎn)子控制電機(jī)-第七章-交流伺服電動(dòng)機(jī)課件實(shí)驗(yàn)表明：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。工作原理實(shí)驗(yàn)表明：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)順時(shí)針方向以轉(zhuǎn)速ns旋轉(zhuǎn)，磁力線以順時(shí)針方向切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，相對(duì)的，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條反時(shí)針方向切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于短路環(huán)的存在，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁力（左手定則），形成電磁力矩，轉(zhuǎn)矩的方向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向相同，于是轉(zhuǎn)子跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)沿同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)順時(shí)針方向以轉(zhuǎn)速ns旋轉(zhuǎn)，磁力線以順時(shí)針方向切割轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子速度要低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。轉(zhuǎn)子速度要低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。？怎樣才能產(chǎn)生

5、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？怎樣才能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)3交流伺服電動(dòng)機(jī)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(1)脈振磁場(chǎng)的概念脈振磁場(chǎng)(pulsating magnetic field):單相繞組通入單相交流電流后產(chǎn)生與繞組軸線一致、而大小和方向隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化的交變磁場(chǎng),稱為脈振磁場(chǎng)。3交流伺服電動(dòng)機(jī)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(1)脈振磁場(chǎng)的概念脈振磁場(chǎng)(情況1：兩相對(duì)稱繞組通入兩相對(duì)稱電 流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)兩相對(duì)稱繞組：兩個(gè)繞組空間上互差900， 有效匝數(shù)相等。兩相對(duì)稱電流：兩個(gè)繞組通入電流相位上互差900，幅值相等(2)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生電機(jī)的總磁場(chǎng)由這兩個(gè)脈振磁場(chǎng)所合成情況1：兩相對(duì)稱繞組通入兩相對(duì)稱電兩相對(duì)稱繞組：兩個(gè)繞組空間B=Bk=Bm

6、B=Bf=BmB=Bf=BmB=Bk=Bm結(jié)論：控制電流變化一個(gè)周期，磁場(chǎng)方向在空間轉(zhuǎn)了一圈，電流變化多個(gè)周期，產(chǎn)生不間斷的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。B=Bk=BmB=Bf=BmB=Bf=BmB=Bk=Bm結(jié)論控制繞組電流和勵(lì)磁繞組電流分別產(chǎn)生兩個(gè)脈振磁場(chǎng)，電機(jī)的總磁場(chǎng)由這兩個(gè)脈振磁場(chǎng)所合成。兩個(gè)脈振磁場(chǎng)1.分別位于勵(lì)磁繞組和控制繞組軸線上，空間相隔9002.兩個(gè)磁場(chǎng)的磁通密度向量長度隨時(shí)間做正弦規(guī)律變化，相位相差900，幅值相等控制繞組電流和勵(lì)磁繞組電流分別產(chǎn)生兩個(gè)脈振磁場(chǎng)，兩個(gè)脈振磁場(chǎng)瞬間合成磁場(chǎng)磁通密度向量的長度為合成磁場(chǎng)為圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。情況2：當(dāng)兩相繞組有效匝數(shù)不等時(shí)，通入繞組中的電流滿足下面條件，

7、才能產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。（？）演示瞬間合成磁場(chǎng)磁通密度向量的長度為合成磁場(chǎng)為圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。情(2) 圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向：從超前電流的繞組軸線轉(zhuǎn)到落后電流的繞組軸線。任意繞組所加電壓反向，則電機(jī)反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速：稱為同步速，與電機(jī)極數(shù)和電源頻率有關(guān)。(2) 圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向：從超前電流的繞組軸線轉(zhuǎn)(3) 磁極對(duì)數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響(3) 磁極對(duì)數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響txtxP=2txtxP=2極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期同步轉(zhuǎn)速上節(jié)小結(jié)單相繞組通入單相交流電產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)。圓形磁場(chǎng)的特點(diǎn)是：幅值不變以恒定的速度在空間旋轉(zhuǎn)。兩相對(duì)稱繞組通入兩相對(duì)稱電流就能產(chǎn)生圓形

8、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)速為同步速，上節(jié)小結(jié)單相繞組通入單相交流電產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)。4 圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的運(yùn)行分析（1）轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速）:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但 異步電動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果4 圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的運(yùn)行分析（1）轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)差率 的概念：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差，與同步速之比。即：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速： 轉(zhuǎn)差率 的概念：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步（2）電壓平衡轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同時(shí)切割定子和轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子和定子繞組中

9、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)切割定子和轉(zhuǎn)子的速度是一致的，都為同步速，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率是相同的。（2）電壓平衡轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同時(shí)切割定子和轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)圖 7 - 21 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體 圖 7 - 21 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體 每根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值：磁通密度的平均值：每根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值：磁通密度的平均值：每根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值：定子、轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢(shì)有效值：定、轉(zhuǎn)子繞組漏磁通產(chǎn)生漏磁電勢(shì)：勵(lì)磁繞組控制繞組轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁繞組控制繞組轉(zhuǎn)子繞組每根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值：定子、轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢(shì)有效值：定圖 7 - 24 主磁通和漏磁通 圖 7 - 24 主磁通和漏磁

10、通 定、轉(zhuǎn)子繞組電阻消耗壓降：勵(lì)磁繞組控制繞組轉(zhuǎn)子繞組電壓平衡方程：定、轉(zhuǎn)子繞組電阻消耗壓降：勵(lì)磁繞組控制繞組轉(zhuǎn)子繞組電壓平衡方電機(jī)運(yùn)行時(shí)相同之處：定子繞組感應(yīng)電勢(shì)及電抗、電阻壓降與轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)相同。不同之處：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以轉(zhuǎn)差（ ）的相對(duì)速度切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)和電流的頻率為：電機(jī)運(yùn)行時(shí)相同之處：定子繞組感應(yīng)電勢(shì)及電抗、電阻壓降與轉(zhuǎn)子不定、轉(zhuǎn)子繞組漏磁通產(chǎn)生漏磁電勢(shì)：電壓平衡方程：定、轉(zhuǎn)子繞組漏磁通產(chǎn)生漏磁電勢(shì)：電壓平衡方程：（3）圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子繞組電壓匝數(shù)相等（3）圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子繞組電壓匝數(shù)相等匝數(shù)不相等定子漏電抗：匝數(shù)不相等定子漏電抗：當(dāng)產(chǎn)生圓形磁場(chǎng)時(shí)對(duì)稱狀態(tài)兩相繞組額定電壓

11、值與繞組匝數(shù)成正比關(guān)系。當(dāng)產(chǎn)生圓形磁場(chǎng)時(shí)對(duì)稱狀態(tài)兩相繞組額定電壓值與繞組匝數(shù)成正比關(guān)（4）轉(zhuǎn)矩及機(jī)械特性電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式思路：由每根所受電磁力之和求電機(jī)總的力及力矩，且電機(jī)總轉(zhuǎn)矩與磁場(chǎng)位置無關(guān)。說明：電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)（、f）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（W、Z、R）和運(yùn)行參數(shù)（s）有關(guān)。（4）轉(zhuǎn)矩及機(jī)械特性電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式思路：由每根所受電磁力之和重要參數(shù)重要參數(shù)當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)：1、最大電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比； 臨界轉(zhuǎn)差率與電源電壓無關(guān)。3、頻率越高，最大電磁轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率越小； 漏抗越大，最大電磁轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率越??；2、轉(zhuǎn)子回路電阻越大，臨界轉(zhuǎn)差率越大； 最大電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān)。4、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與電

12、源電壓平方成正比；頻率越高，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩越??；漏抗越大，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩越小。當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)：1、最大電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比；3、自控系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的要求具有大的轉(zhuǎn)子電阻和下垂的機(jī)械特性是交流伺服電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)。 自控系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的要求具有大的轉(zhuǎn)子電阻和下垂的機(jī)械特性是交阻尼系數(shù)將對(duì)稱狀態(tài)下的機(jī)械特性用直線代替，則D還可以表示為阻尼系數(shù)越大，表示電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定；反之，運(yùn)行不穩(wěn)定。阻尼系數(shù)將對(duì)稱狀態(tài)下的機(jī)械特性用直線代替，則D還可以表示為阻5 橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)及其分析方法交流伺服電動(dòng)機(jī)在系統(tǒng)工作中，為了對(duì)它的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，加在控制繞組上的控制電壓是在變化的，電機(jī)常處于不對(duì)稱狀態(tài)。電機(jī)在不對(duì)稱情況下的

13、磁場(chǎng)為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。不對(duì)稱情況1.兩相電流相差90度，幅值不等。2.兩相電流相差不是90度。5 橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)及其分析方法交流伺服電動(dòng)機(jī)在系統(tǒng)工作中，為圓形磁場(chǎng)分析思路：合成的思想由特殊點(diǎn)分析一般點(diǎn)圓形磁場(chǎng)分析思路：合成的思想由特殊點(diǎn)分析一般點(diǎn)情況一：幅值不等情況一：幅值不等它決定了磁場(chǎng)的橢圓程度。圖 7 - 34 不同值時(shí)的橢圓 它決定了磁場(chǎng)的橢圓程度。圖 7 - 34 不同值時(shí)的橢圓 情況二：兩相繞組電流相位相差不為90度圖 7 - 35 同相電流產(chǎn)生的脈振磁場(chǎng)圖 7 - 35 同相電流產(chǎn)生的脈振磁場(chǎng)情況二：兩相繞組電流相位相差不為90度圖 7 - 35 同橢圓形磁場(chǎng)的分析方法分解法 脈

14、振磁場(chǎng)一個(gè)脈振磁場(chǎng)可以分解為兩個(gè)圓形磁場(chǎng)。兩個(gè)圓形磁場(chǎng)幅值相等（磁通密度向量幅值都為脈振磁通密度向量幅值的一半），轉(zhuǎn)向相反（正反方向），其轉(zhuǎn)速都為脈振磁通密度變化頻率。橢圓形磁場(chǎng)的分析方法分解法 脈振磁場(chǎng)一個(gè)脈振磁場(chǎng)可以分 橢圓形磁場(chǎng) 橢圓形磁場(chǎng)交流伺服電機(jī)一般運(yùn)行下，定子產(chǎn)生橢圓形磁場(chǎng)。可以分解為兩個(gè)圓形磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反。其中一個(gè)與橢圓形磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相同為正向圓形磁場(chǎng)，另一個(gè)為反向圓形磁場(chǎng)。交流伺服電機(jī)一般運(yùn)行下，定子產(chǎn)生橢圓形磁場(chǎng)?？梢苑纸鉃閮蓚€(gè)圓控制電機(jī)-第七章-交流伺服電動(dòng)機(jī)課件6 幅值控制時(shí)特性幅值控制：勵(lì)磁繞組為額定電壓， 與 之間相差900， 根據(jù)需要進(jìn)行改變。 有效信號(hào)系數(shù)

15、 ：為額定控制電壓為實(shí)際控制電壓合成磁場(chǎng)為圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)。合成磁場(chǎng)為脈振磁場(chǎng)，電機(jī)不對(duì)稱程度最大。表征電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行的程度。合成磁場(chǎng)為橢圓形磁場(chǎng)，電機(jī)處于不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)。6 幅值控制時(shí)特性幅值控制：勵(lì)磁繞組為額定電壓， 與 有效信號(hào)系數(shù) 與 的關(guān)系交流伺服電機(jī)是靠改變電機(jī)運(yùn)行的不對(duì)稱程度達(dá)到控制的目的。根據(jù)變壓器原理有效信號(hào)系數(shù) 與 的關(guān)系交流伺服電機(jī)是靠改不同有效信號(hào)系數(shù)的機(jī)械特性橢圓形磁場(chǎng)可以由兩個(gè)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的圓形磁場(chǎng)替代。如果轉(zhuǎn)子的速度為n，轉(zhuǎn)子相對(duì)于正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)子相對(duì)于反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)矩為正轉(zhuǎn)矩為阻轉(zhuǎn)矩不同有效信號(hào)系數(shù)的機(jī)械特性橢圓形磁場(chǎng)可以由兩個(gè)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的圓

16、 式中， 為磁通密度向量幅值之比， 即=Bkm /Bfm 。 (7 - 81) (7 - 82) TB2m 即對(duì)于一定的轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通密度幅值的平方成正比。 設(shè)已知對(duì)稱狀態(tài)時(shí)(e=1, Bm =Bfm )， 正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的機(jī)械特性如圖7 - 41中的T10 曲線， 則可作出對(duì)稱狀態(tài)時(shí)反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(實(shí)際上不存在， 是假設(shè)的)產(chǎn)生的機(jī)械特性T20 曲線(該兩曲線是對(duì)稱于縱坐標(biāo)， 圖中作出的是-T20 曲線)。 式中， 為磁通密度向量幅值之比， 即=Bkm /Bfm反轉(zhuǎn)圓磁場(chǎng)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為 (7 - 84)這樣， 不對(duì)稱狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩為(7 - 85) (7 - 83) 當(dāng)e1時(shí)， 正轉(zhuǎn)圓磁

17、場(chǎng)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為反轉(zhuǎn)圓磁場(chǎng)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為 (7 - 84)這樣， 不對(duì)稱狀態(tài)總轉(zhuǎn)矩為兩個(gè)轉(zhuǎn)矩之差：總轉(zhuǎn)矩為兩個(gè)轉(zhuǎn)矩之差：不同控制電壓下的機(jī)械特性曲線n=f(T), U1=常數(shù) 在勵(lì)磁電壓不變的情況下，隨著控制電壓的下降，特性曲線下移。在同一負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨控制電壓的下降而均勻減小。 由于反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的存在，產(chǎn)生了附加的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因而使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩減小，同時(shí)在理想空載下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速已不能達(dá)到同步速。 有效信號(hào)系數(shù)越小，磁場(chǎng)橢圓度越大，反向轉(zhuǎn)矩越大，理想空載轉(zhuǎn)速越低。不同控制電壓下的機(jī)械特性曲線 在勵(lì)磁電壓不變的 交流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：不僅要求它在靜止?fàn)顟B(tài)下，能服從控制信號(hào)的命令而轉(zhuǎn)動(dòng)

18、，而且要求在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)如果控制電壓變?yōu)榱悖妱?dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。 但如果交流伺服電動(dòng)機(jī)的參數(shù)選擇和一般單相異步電動(dòng)機(jī)相似，電動(dòng)機(jī)一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，即使控制等于零，電動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)失去控制，這種現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”。 如何克服“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象呢？零信號(hào)的機(jī)械特性和無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象 交流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：不僅要求它在靜止?fàn)顟B(tài)下，能零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性所謂零信號(hào)， 就是控制電壓Uk=0， 或e=0。 當(dāng)e=0時(shí)， 磁場(chǎng)是脈振磁場(chǎng)，它可以分解為幅值相等、 轉(zhuǎn)向相反的兩個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 其作用可以想象為有兩對(duì)相同大小的磁鐵N - S和N - S在空間以相反方向旋轉(zhuǎn)， 如圖7 - 43所示。 零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性圖 7 -

19、 43 脈振磁場(chǎng)的作用 圖 7 - 43 脈振磁場(chǎng)的作用 圖 7 - 44 零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性 圖 7 - 44 零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性 此時(shí)轉(zhuǎn)子電阻較小， 臨界轉(zhuǎn)差率sm正 =0.4。 從圖中可以看出， 在電機(jī)工作的轉(zhuǎn)差率范圍內(nèi)， 即0s正1時(shí)， 合成轉(zhuǎn)矩T絕大部分都是正的， 因此， 如果伺服電動(dòng)機(jī)在控制電壓Uk作用下工作， 當(dāng)突然切去控制電信號(hào)， 即Uk=0時(shí)， 只要阻轉(zhuǎn)矩小于單相運(yùn)行時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩， 電動(dòng)機(jī)仍將在轉(zhuǎn)矩T作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。 這樣就產(chǎn)生了自轉(zhuǎn)現(xiàn)象， 造成失控。圖 7 - 45 自轉(zhuǎn)現(xiàn)象與轉(zhuǎn)子電阻值的關(guān)系(1) (a)RR=RR1 ； (b) RR=RR2 RR1 ； (c) RR=R

20、R3 RR2 此時(shí)轉(zhuǎn)子電阻較小， 臨界轉(zhuǎn)差率sm正 =0.4。 從圖中可以圖 7 - 45 自轉(zhuǎn)現(xiàn)象與轉(zhuǎn)子電阻值的關(guān)系(2)(b) RR=RR2 RR1 ；此時(shí)轉(zhuǎn)子電阻有所增加， 臨界轉(zhuǎn)差率已增加到sm正 =0.8， 合成轉(zhuǎn)矩減小得多， 但是與上面一樣， 仍將產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。 圖 7 - 45 自轉(zhuǎn)現(xiàn)象與轉(zhuǎn)子電阻值的關(guān)系(2)此時(shí)轉(zhuǎn)子(c) RR=RR3 RR2 轉(zhuǎn)子電阻已增大到使臨界轉(zhuǎn)差率sm正 1的程度。 這時(shí)合成轉(zhuǎn)矩曲線與橫軸相交僅有一點(diǎn)(s=1處)， 而且在電機(jī)運(yùn)行范圍內(nèi)， 合成轉(zhuǎn)矩均為負(fù)值， 即為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 因而當(dāng)控制電壓Uk取消變?yōu)閱蜗噙\(yùn)行時(shí)， 電機(jī)就立刻產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩一

21、起促使電機(jī)迅速停轉(zhuǎn)， 這樣就不會(huì)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。 在這種情況下， 停轉(zhuǎn)時(shí)間甚至較兩相繞組的電壓Uk和Uf同時(shí)取消時(shí)還快些。 (c) RR=RR3 RR2 轉(zhuǎn)子電阻已增大到使臨界轉(zhuǎn)差率“自轉(zhuǎn)”原因：（1）轉(zhuǎn)子電阻不夠大。（增大轉(zhuǎn)子電阻的好處？）（2）工藝原因，多發(fā)生在功率極小情況下。定子繞組匝間短路轉(zhuǎn)子鐵心片間短路各向磁導(dǎo)不均“自轉(zhuǎn)”原因：（1）轉(zhuǎn)子電阻不夠大。（增大轉(zhuǎn)子電阻的好處？）7 轉(zhuǎn)速的控制與調(diào)節(jié)特性負(fù)載一定時(shí)改變控制電壓的有效信號(hào)系數(shù)可以改變轉(zhuǎn)速7 轉(zhuǎn)速的控制與調(diào)節(jié)特性負(fù)載一定時(shí)改變控制電壓的有效信號(hào)系數(shù)堵轉(zhuǎn)特性堵轉(zhuǎn)特性8移相方法和控制方式為了在電機(jī)內(nèi)形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，要求勵(lì)磁電壓和控制

22、電壓有900相位差。但實(shí)際只有單相電源或三相電源，如何產(chǎn)生相位相差900的兩相電源？（1）利用三相電源的相電壓和線電壓構(gòu)成900 相移8移相方法和控制方式為了在電機(jī)內(nèi)形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，要求勵(lì)磁電如果三相電源沒有中點(diǎn)，就采用三相變壓器，或帶中間抽頭的電抗線圈如果三相電源沒有中點(diǎn)，就采用三相變壓器，或帶中間抽頭的電抗線系統(tǒng)中其它元件(如自整角機(jī)， 伺服放大器等)產(chǎn)生相位移。（2）利用三相電源的任意兩相線電壓（3）利用移相網(wǎng)絡(luò)圖 7 - 52 采用電子移相網(wǎng)絡(luò)的伺服系統(tǒng) 系統(tǒng)中其它元件(如自整角機(jī)， 伺服放大器等)產(chǎn)生相位移。（2（4）在勵(lì)磁繞組中串聯(lián)電容器主要應(yīng)用于小功率控制系統(tǒng)。電容值大小隨電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。可選擇