機電傳動控制2控制電動機課件

2023/2/61控制電機的主要作用不是進行能量轉(zhuǎn)換，而是用來完成信息的傳遞和變換。控制電機的主要特點：

具有良好的可控性具有快速的響應能力精確度要高，誤差要小控制電機在自動控制系統(tǒng)中的職能可分為測量元件、放大元件、執(zhí)行元件和校正元件四類?？刂齐姍C與功率電動機的區(qū)別：2023/2/62伺服電動機（執(zhí)行元件）——執(zhí)行電動機，其功能是將電信號轉(zhuǎn)換為軸上的轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速，以帶動控制對象。直流伺服電動機交流伺服電動機其最大特點是可控——

由控制信號來控制伺服電動機的啟動和停止；改變控制電壓的大小和相位即可改變伺服電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。2023/2/636.1交流伺服電動機交流伺服電動機的接線圖定子上裝有兩個在空間相差90度的繞組:勵磁繞組WF和控制繞組WC。這兩套繞組分別由兩個不同的交流電源供電。定子：6.1.1兩相交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)交流伺服電動機實質(zhì)上是一個兩相異步電動機。

運行時，勵磁繞組始終加上一定的交流勵磁電壓Uf，控制繞組則加上控制信號電壓Uc。2023/2/656.1.2基本工作原理交流伺服電動機的工作原理與電容分相式單相異步電動機相似。交流伺服電動機接線伺服電動機在控制信號消失后仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的失控現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”。“自轉(zhuǎn)”的原因是什么？怎么樣消除“自轉(zhuǎn)”這種失控現(xiàn)象呢？2023/2/666.1.3消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的措施對應于不同轉(zhuǎn)子電阻r2的n=f(T)曲線Uc=0時交流伺服電動機的n=f(T)曲線2023/2/67Uc=0時交流伺服電動機的n=f(T)曲線

增大轉(zhuǎn)子電阻r2，可使單相供電時合成電磁轉(zhuǎn)矩在第二和第四象限，成為制動轉(zhuǎn)矩，不僅可以消除“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，還可以擴大交流伺服電動機的穩(wěn)定運行范圍。但轉(zhuǎn)子電阻過大，會降低起動轉(zhuǎn)矩，從而影響快速響應性能。消除“自轉(zhuǎn)現(xiàn)象”的措施——2023/2/69

通過改變R的大小，即改變控制電壓Uc的大?。辉谝欢ㄘ撦d轉(zhuǎn)矩下，控制電壓越高，轉(zhuǎn)差率越小，電動機的轉(zhuǎn)速就越高；維持Uf與Uc相位差為90度，利用改變控制電壓幅值大小來改變轉(zhuǎn)速的方法，稱為幅值控制方法。實質(zhì)都是利用改變正、反向旋轉(zhuǎn)磁勢的大小，以改變T+和T-的大小，借此改變合成轉(zhuǎn)矩的大小來達到改變電動機運行速度的目的。不同控制電壓下的機械特性2023/2/610應用舉例

利用控制電壓Uc的有無來進行啟動、停止控制；利用改變電壓的幅值（或相位）大小來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的高低；利用改變Uc的極性來改變電動機轉(zhuǎn)向。交流伺服電動機典型應用方框圖

交流伺服電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、轉(zhuǎn)動慣量小，它廣泛應用于功率較小的控制系統(tǒng)中。2023/2/611交流伺服電機2023/2/6136.2直流伺服電動機

直流伺服電動機能將直流信號電壓轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸上的角位移或角速度，以完成一定的控制任務(wù)。直流伺服電動機電樞控制線路圖控制方式電樞控制磁場控制電磁式永磁式主要類型2023/2/614直流伺服電動機機械特性曲線

可見，在一定負載轉(zhuǎn)矩下，當磁通不變時，如果降低電樞電壓Uc，電動機的轉(zhuǎn)速就會下降，當Uc=0時，電動機立即停止，無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。直流伺服電動機的機械特性公式與他勵直流電動機機械特性公式相同，即2023/2/615直流伺服電動機2023/2/617力矩電動機2023/2/6186.4小功率同步電動機——小功率同步電動機為連續(xù)運轉(zhuǎn)的同步電動機，用于傳動及執(zhí)行元件。小功率同步電動機的結(jié)構(gòu)：定子與異步電動機基本相同，有三相或單相之分，轉(zhuǎn)子有永磁式、磁阻式和磁滯式之分。工作原理：與一般同步電動機基本相同。應用場合：永磁式的可用于高速或低速的自動裝置中；磁阻式電磁減速同步電動機常用于低速的場合；小功率同步電動機廣泛應用于儀器、儀表及無線電設(shè)備中。2023/2/6196.5測速發(fā)電機

測速發(fā)電機是一種將轉(zhuǎn)速信號變換成電信號的元件，它的輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。它分交流和直流兩大類。應用場合——在自動控制系統(tǒng)和計算裝置中應用甚廣。交流測速發(fā)電機主要是異步測速發(fā)電機，它的結(jié)構(gòu)與交流伺服電動機基本相同，區(qū)別僅在于定子上有一個繞組是作為感應電勢的輸出繞組；直流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)和工作原理則與普通直流發(fā)電機基本相同。2023/2/621直線異步電動機的結(jié)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)和直線異步電動機的結(jié)構(gòu)比較2023/2/622平板型直線異步電動機2023/2/623直線異步電動機的工作原理滑差率2023/2/625

不需要中間傳動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，減少了振動和噪聲；可實現(xiàn)快速起動和正反向運行；

裝配靈活；