《微特電機(jī)及其控制》(電機(jī)本體部分)課程重點內(nèi)容

1、緒論1 微特電機(jī)的分類。2 微特電機(jī)新的發(fā)展趨勢。第二章 伺服電動機(jī)與伺服系統(tǒng)1 從結(jié)構(gòu)上，直流伺服電動機(jī)的分類。分為兩大類，傳統(tǒng)型直流伺服電動機(jī)，低慣量型直流伺服電動機(jī)。傳統(tǒng)型直流伺服電動機(jī)其結(jié)構(gòu)與普通直流電動機(jī)基本相同，只是功率和容量小得多，它可以再分為電磁式和永磁式兩種；低慣量型直流伺服電動機(jī)可分為空心杯電樞直流伺服電動機(jī)，盤式電樞直流伺服電動機(jī)，無槽電樞直流伺服電動機(jī)2 直流伺服電機(jī)的靜態(tài)特性1 機(jī)械特性：給出機(jī)械特性n=f(Te)的方程，繪制機(jī)械特性的曲線。機(jī)械特性：控制電壓恒定時，電機(jī)轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩的變化關(guān)系n=f (Te)2 調(diào)節(jié)特性：給出調(diào)節(jié)特性n=f(Ua)的方程，繪制調(diào)節(jié)特

2、性的曲線，結(jié)合調(diào)節(jié)特性曲線，掌握失靈區(qū)的概念。調(diào)節(jié)特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時，轉(zhuǎn)速隨控制電壓變化n=f (Ua)3 直流伺服電機(jī)的動態(tài)特性1 機(jī)電時間常數(shù)的計算公式，影響因素及相應(yīng)的減小機(jī)電時間常數(shù)的方法。機(jī)電時間常數(shù)與轉(zhuǎn)動慣量成正比； 與電機(jī)的每極氣隙磁通的平方成反比，為了減小電機(jī)機(jī)械時間常數(shù)，應(yīng)增加每極氣隙磁通； 與電樞電阻Ra的大小成正比，為減小時間常數(shù)，應(yīng)盡可能減小電樞電阻，當(dāng)伺服電動機(jī)用于自動控制系統(tǒng)，并由放大器供給控制電壓時，應(yīng)計入放大器的內(nèi)阻Ri，Ra+Ri；直流伺服電動機(jī)的機(jī)電時間常數(shù)一般<30ms，低慣量直流伺服電機(jī)的時間常數(shù)<10ms。4 交流異步伺服電動機(jī)1 不同轉(zhuǎn)子

3、電阻對機(jī)械特性的影響，分析為什么異步伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻較普通異步電動機(jī)大。增大轉(zhuǎn)子電阻的三個好處：1. 可以增大調(diào)速范圍由電機(jī)學(xué)原理知，異步電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)僅在： 0<s<sm，而正常電機(jī)的sm=0.10.2, 所以調(diào)速范圍甚小。增大轉(zhuǎn)子電阻，使sm增大，從而增大調(diào)速范圍。2. 使機(jī)械特性更加線性如右圖中，曲線3的線性度比曲線2要好。sm1=0.2, sm2=1.1, sm3=1.8能消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象T=T1+T2，在正向旋轉(zhuǎn)時， 0<s<1， T>0。所以，只要負(fù)載轉(zhuǎn)矩不太大，轉(zhuǎn)子仍能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，不會因控制信號的消失而停轉(zhuǎn)，這種“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象使伺服電動機(jī)失去控制，在自

4、動控制系統(tǒng)中是不允許的。增大轉(zhuǎn)子電阻，使sm>1，則合成單相轉(zhuǎn)矩在電動機(jī)正向旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)為負(fù)值，即T<0。這就是說，控制信號消失后，處于單運(yùn)行狀態(tài)的電機(jī)由于電磁轉(zhuǎn)矩為制動性質(zhì)而能迅速停轉(zhuǎn)。因此， 增大轉(zhuǎn)子電阻是防止交流伺服電動機(jī)出現(xiàn)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的有效措施。5 直流力矩電動機(jī)性能特點性能特點： 低速、大轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩波動小，特性的直線性好，在堵轉(zhuǎn)條件下能長期工作。6 永磁式同步電機(jī)在什么情況下可以自起動，什么情況不可以自起動？導(dǎo)致不能自起動的因素有哪些，以及解決方法。第三章 測速發(fā)電機(jī)1 自動控制系統(tǒng)對測速發(fā)電機(jī)的具體要求要求：精確度高 靈敏度高 可靠性好Ø輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比，

5、 U2=Kn, 并保持穩(wěn)定；Ø剩余電壓(轉(zhuǎn)速為零時的輸出電壓）要小；Ø輸出電壓的極性或相位能反映被測對象的轉(zhuǎn)向；Ø溫度變化對輸出特性的影響?。?#216;靈敏度高，即輸出電壓對轉(zhuǎn)速的變化反應(yīng)靈敏，輸出特性 斜率要大；Ø轉(zhuǎn)動慣量和摩擦轉(zhuǎn)矩小，以保證反應(yīng)迅速。2 為了減小溫度變化對輸出特性的影響，通常采用的措施。4. 溫度的影響對策：Ø 將磁路設(shè)計的較飽和；Ø 在勵磁回路中串?dāng)?shù)倍勵磁繞組阻值電阻（錳鎳銅合金/鎳銅合金）；Ø 在勵磁回路中串聯(lián)具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；Ø 勵磁回路由恒流源供電3 測速發(fā)電機(jī)的輸出特性。異步

6、測速發(fā)電機(jī)原因：1異步測速發(fā)電機(jī)參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化2輸出電壓與勵磁電壓相位差隨轉(zhuǎn)速變化直流4 簡要分析直流測速發(fā)電機(jī)的誤差及減小誤差的方法。5 直流測速發(fā)電機(jī)性能指標(biāo)的定義。6 直流測速發(fā)電機(jī)在使用時轉(zhuǎn)速不宜超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，而負(fù)載電阻不能小于規(guī)定值的原因。轉(zhuǎn)速越高或者負(fù)載電阻越小，電樞電流越大，電樞反應(yīng)的去磁作用越強(qiáng)，氣隙磁通減少的越多，輸出電壓下降的越顯著，導(dǎo)致特性向下彎曲。7 掌握異步測速發(fā)電機(jī)輸出電壓的大小和相位移與負(fù)載阻抗的關(guān)系8 異步測速發(fā)電機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)的概念。9 霍爾無刷直流測速發(fā)電機(jī)相對與傳統(tǒng)有刷直流測速無剩余電壓，不含脈動成份，轉(zhuǎn)子慣量小，壽命長。第四章 步進(jìn)電動機(jī)1 步距角

7、的影響因素，計算不同通電方式下的步距角。電機(jī)轉(zhuǎn)速為2 最大靜轉(zhuǎn)矩與哪些物理量有關(guān)，分析最大靜轉(zhuǎn)矩特性的變化趨勢對應(yīng)的原因。W為每相控制繞組匝數(shù)。變化趨勢：當(dāng)控制電流較小時，最大靜轉(zhuǎn)矩與控制繞組中電流的平方成正比；當(dāng)電流較大時，由于磁路飽和的影響，最大靜轉(zhuǎn)矩增加變緩3 靜穩(wěn)定區(qū)的概念。靜態(tài)穩(wěn)態(tài)區(qū)：在空載時，穩(wěn)定平衡位置對應(yīng)于=0處，而=180度則為不穩(wěn)定平衡位置。在靜態(tài)情況下，如受外力矩的作用使轉(zhuǎn)子偏離穩(wěn)定平衡位置，但沒有超出相鄰的不穩(wěn)定平衡點，則當(dāng)外力矩除去以后，電動機(jī)轉(zhuǎn)子在靜態(tài)轉(zhuǎn)矩作用下仍能回到原來的穩(wěn)定平衡點，所以二個不穩(wěn)定平衡點之間的區(qū)域構(gòu)成靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)。4 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和起

8、動慣頻特性分析掌握提高步進(jìn)電動機(jī)起動頻率的方法。提高起動頻率的方法：Ø增加電動機(jī)的相數(shù)、運(yùn)行的拍數(shù)和轉(zhuǎn)子的齒數(shù)Ø增大最大靜轉(zhuǎn)矩Ø減小電動機(jī)的負(fù)載和轉(zhuǎn)動慣量Ø減小電路的時間常數(shù)Ø減小電動機(jī)內(nèi)部或外部的阻尼轉(zhuǎn)矩5 能夠根據(jù)電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)計算出自由振蕩的頻率和周期。6 步進(jìn)電動機(jī)的典型驅(qū)動方式。第五章 自整角機(jī)1 力矩式自整角機(jī)和控制式自整角機(jī)結(jié)構(gòu)上的差別主要是什么，說明產(chǎn)生這種差別的原因。2 力矩式自整角機(jī)轉(zhuǎn)子凸極和定子凸極兩種結(jié)構(gòu)的特點。3 力矩式自整角機(jī)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)磁動勢的直軸分量、交軸分量和合成磁動勢的大小和方向特點。4 力矩式自

9、整角機(jī)轉(zhuǎn)子為什么要加阻尼裝置，及阻尼裝置的種類。5 力矩式自整角機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)的定義。力矩式自整角機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)Ø 比整步轉(zhuǎn)矩Tq失調(diào)角為1度時的整步轉(zhuǎn)矩稱為比整步轉(zhuǎn)矩Ø 阻尼時間td強(qiáng)迫接收機(jī)轉(zhuǎn)子失調(diào)177+-2 度，從失調(diào) 位置穩(wěn)定到協(xié)調(diào)位置所需的時間。通常不大于3秒Ø 接收機(jī)誤差（靜態(tài)誤差）6 控制式自整角機(jī)發(fā)送機(jī)和自整角變壓器磁動勢的空間分布特點。7 控制式自整角機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)的定義。8 控制式自整角機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)：9 力矩式自整角機(jī)接收機(jī)并聯(lián)臺數(shù)和自整角變壓器并聯(lián)臺數(shù)限制因素分析。第六章 旋轉(zhuǎn)變壓器1 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器在接上負(fù)載的時候，輸出電壓為什么

10、會發(fā)生畸變，如何解決。2 會繪制正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一次側(cè)補(bǔ)償和二次側(cè)補(bǔ)償?shù)碾娐穲D。3 一次側(cè)和二次側(cè)完全補(bǔ)償?shù)臈l件，各有哪些特點。4 線性旋轉(zhuǎn)變壓器接線圖。5 旋轉(zhuǎn)變壓器誤差的定義。6 簡要分析誤差產(chǎn)生的原因與改進(jìn)措施。第七章 永磁無刷直流電動機(jī)1 永磁無刷直流電機(jī)的主要組成部分及各部分之間如何相互作用。無刷直流電動機(jī)一般組成是：Ø 電動機(jī)、 位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分2 能夠簡單分析一相導(dǎo)通星形三相三狀態(tài)工作過程。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過120度，功率管換流一次，定子磁場狀態(tài)就改變一次，電機(jī)有三個磁狀態(tài)。每個功率管導(dǎo)通120度（ 1/3周期）。磁場為跳躍式步進(jìn)磁場。因此，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為脈動

11、轉(zhuǎn)矩。減小轉(zhuǎn)矩脈動的方法是增加一周內(nèi)的磁狀態(tài)數(shù)，如二相導(dǎo)通六狀態(tài)。3 能夠簡單分析兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)工作過程和開關(guān)管導(dǎo)通順序表。定子合成磁場仍為跳躍式旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)為60度，即1/6周期。 每轉(zhuǎn)60度，逆變器開關(guān)管換流一次，有六個狀態(tài)。Ø 每個功率管（每相繞組）導(dǎo)通120度。4 比較三相星形連接兩相導(dǎo)通方式與三相星形連接一相導(dǎo)通方式的不同。注：由于2，3，4題內(nèi)容在驅(qū)動部分講述非常詳細(xì)，這里不贅述，只列出老師幻燈片中列出的特點。注意兩相導(dǎo)通星型三相六狀態(tài)開關(guān)管導(dǎo)通和電力電子120度方波逆變觸發(fā)順序完全一致。5 永磁無刷直流電動機(jī)的運(yùn)行特性。第八章 單相交流串勵電動機(jī)1 一臺普通直流串勵電機(jī)接到交流電源上，能否正常工作，分析原因。實際上該電機(jī)的運(yùn)行情況惡劣，甚至不能運(yùn)轉(zhuǎn)，原因有：1. 直流電機(jī)磁極鐵芯的定子磁軛均系鑄鋼制成，交變磁通將在其中產(chǎn)生很大的渦流損耗；2. 交變電流在勵磁和電樞繞組中產(chǎn)生很大的阻抗壓降，致使電樞電勢Ea和電磁功率變