電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)第十章

電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)DIANJIYUTUODONGJISHU新世紀(jì)應(yīng)用型高等教育教材編審委員會(huì)組編新世紀(jì)應(yīng)用型高等教育教材編審委員會(huì)

10.1單相異步電動(dòng)機(jī)

10.2伺服電動(dòng)機(jī)

10.3力矩電動(dòng)機(jī)第9章電動(dòng)機(jī)的選擇

10.4測(cè)速發(fā)電機(jī)

10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

10.6旋轉(zhuǎn)變壓器

10.7自整角機(jī)

10.8直線電動(dòng)機(jī)

10.9開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)第9章電動(dòng)機(jī)的選擇

10.10無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)

10.11盤式電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)微特電機(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)、遙控和解算裝置中重要的元件，在系統(tǒng)中具有執(zhí)行、檢測(cè)和解算的功能。從基本理論上講，微特電機(jī)與普通電機(jī)沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，但其主要作用是完成控制信號(hào)的傳遞和轉(zhuǎn)換，注重高精度和快速響應(yīng)。各類微型驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制電機(jī)主要包括：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、自整角機(jī)、直線電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)以及盤式電動(dòng)機(jī)。微特電機(jī)從總體上分為兩大類：一類是驅(qū)動(dòng)微電機(jī)：在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用，如單相異步電機(jī)、伺服電機(jī)、力矩電機(jī)、直線電機(jī)以及超聲波電機(jī)等；另一類是控制電機(jī)：在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中以完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳遞為目的，如測(cè)速發(fā)電機(jī)、自整角機(jī)以及旋轉(zhuǎn)變壓器等。10.1單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)是單相電源供電異步電動(dòng)機(jī)的總稱。它一般是由定子兩相繞組和轉(zhuǎn)子鼠籠繞組組成。10.1.1單相繞組通電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)與機(jī)械特性單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖10-1所示。定子包括兩相繞組：一相為主繞組（又稱為工作繞組）；另一相為起動(dòng)繞組（又稱為輔繞組），兩相定子繞組空間互差90°，轉(zhuǎn)子為鼠籠式結(jié)構(gòu)。第10章微特電機(jī)(a)結(jié)構(gòu)

(b)脈振磁勢(shì)的分解圖10-1單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖與磁場(chǎng)情況10.1單相異步電動(dòng)機(jī)對(duì)主繞組單獨(dú)通電、起動(dòng)繞組開(kāi)路時(shí)異步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析：?jiǎn)蜗嗬@組通以單相正弦交流電流將產(chǎn)生脈振磁勢(shì)。該脈振磁勢(shì)可分解為兩個(gè)幅值相等（大小為脈振磁勢(shì)幅值的一半）、轉(zhuǎn)速相同（均為同步速）且轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。其解析表達(dá)式為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)、將分別產(chǎn)生兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流相互作用分別在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生正、反轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩和。其中，對(duì)正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率為：對(duì)于反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率為第10章微特電機(jī)10.1單相異步電動(dòng)機(jī)借助于三相異步電機(jī)的等效電路便可得到單相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路為圖10-2單相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路根據(jù)圖10-2的等效電路，同時(shí)忽略激磁電流，單相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為：轉(zhuǎn)子電流為：第10章微特電機(jī)10.1單相異步電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)圖10-3單相異步電動(dòng)機(jī)的曲線與機(jī)械特性

10.1單相異步電動(dòng)機(jī)對(duì)于單相繞組，當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，合成電磁轉(zhuǎn)矩為零。亦即單相繞組通電不會(huì)產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。一旦在外力作用下轉(zhuǎn)子沿某一方向開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，則合成電磁轉(zhuǎn)矩將不再為零。即使外力去掉，轉(zhuǎn)子仍將沿該方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向取決于剛開(kāi)始施加外力的方向。理想空載轉(zhuǎn)速低于同步速，表明單相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率高于普通三相異步電動(dòng)機(jī)。第10章微特電機(jī)10.1單相異步電動(dòng)機(jī)理想空載轉(zhuǎn)速低于同步速，表明單相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率高于普通三相異步電動(dòng)機(jī)。1.兩相繞組通電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)設(shè)單相異步電動(dòng)機(jī)主、輔繞組空間互成90°，其有效匝數(shù)分別為、，主、輔繞組分別通入如下電流：主、副繞組所產(chǎn)生的定子基波磁勢(shì)可分別表示為：第10章微特電機(jī)10.1.2兩相繞組通電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)與機(jī)械特性10.1單相異步電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)10.1.2兩相繞組通電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)與機(jī)械特性圖10-4定子電流產(chǎn)生的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)

定子基波合成磁勢(shì)的軌跡為：由此可知兩相定子繞組通以兩相對(duì)稱電流所產(chǎn)生的定子基波合成磁勢(shì)為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。10.1單相異步電動(dòng)機(jī)2.兩相繞組異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性圖10-5為兩相繞組異步電動(dòng)機(jī)當(dāng)主、副繞組分別通以幅值不同（或相位不同）的電流，且時(shí)的機(jī)械特性。當(dāng)主、副繞組分別通以幅值不同（或相位不同）的電流時(shí)，兩相繞組異步電動(dòng)機(jī)則產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。第10章微特電機(jī)圖10-5兩相繞組異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性10.1單相異步電動(dòng)機(jī)3.單相異步電動(dòng)機(jī)的類型（1）電阻分相式單相電動(dòng)機(jī)電阻分相式單相電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖10-6所示，其具有如下特點(diǎn)：1）主、輔繞組（或起動(dòng)繞組）空間互差90°。2）輔繞組的電阻與電抗的比值比主繞組高，以確保同一電壓作用下兩繞組所流過(guò)的電流相位不同。第10章微特電機(jī)圖10-6電阻分相式單相異步電動(dòng)機(jī)圖10-7電阻分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的典型機(jī)械特性曲線10.1單相異步電動(dòng)機(jī)（2）電容起動(dòng)式單相電動(dòng)機(jī)電容單相起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)的主、輔繞組的匝數(shù)一般相等（也可以不同）；副繞組是通過(guò)與電容C以及離心開(kāi)關(guān)K串聯(lián)后與電源并聯(lián)。如下圖所示。第10章微特電機(jī)圖10-8電容單相起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)圖10-9電容起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)的典型機(jī)械特性曲線10.1單相異步電動(dòng)機(jī)電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)的輔繞組中采用了兩個(gè)電容器，一個(gè)是運(yùn)行電容；一個(gè)為起動(dòng)電容，且僅起動(dòng)電容與離心開(kāi)關(guān)串聯(lián)。上述方案可確保起動(dòng)與運(yùn)行時(shí)均獲得接近圓形的氣隙合成旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，從而既可以獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩又可以提高運(yùn)行時(shí)的最大電磁轉(zhuǎn)矩。第10章微特電機(jī)圖10-10電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)的接線圖

圖10-11電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)的典型機(jī)械特性曲線

10.1單相異步電動(dòng)機(jī)（3）罩極式單相電動(dòng)機(jī)由圖10-12可見(jiàn)，單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)的定子采用凸極式結(jié)構(gòu)，主磁極上裝有工作繞組，而且在每個(gè)磁極的約1/3處開(kāi)有小槽，其上套有銅短路環(huán)（相當(dāng)于起動(dòng)繞組）。第10章微特電機(jī)圖10-12罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)

10.2伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)是一種把輸入控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚪撬俣容敵龅碾妱?dòng)機(jī)?？傮w上可以分為直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)，交流伺服電動(dòng)機(jī)又包括永磁直流無(wú)刷伺服電動(dòng)機(jī)、交流異步伺服電動(dòng)機(jī)以及交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)。第10章微特電機(jī)10.2.1直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)主要采用兩種控制方式，即電樞控制方式和磁場(chǎng)控制。電樞控制是將定子繞組作為激磁繞組、電樞繞組作為控制繞組的一種控制方式。設(shè)控制電壓為，主磁通保持不變，忽略電樞反應(yīng)，則直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為由上式，便可以分別獲得直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性，如下圖所示。10.2伺服電動(dòng)機(jī)圖10-13直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性圖10-14直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性第10章微特電機(jī)10.2.1直流伺服電動(dòng)機(jī)10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)10.2.2交流伺服電動(dòng)機(jī)從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，交流伺服電動(dòng)機(jī)的定子兩相繞組空間互成90°。一相繞組作為激磁繞組，直接接至單相交流電源上；另一相作為控制繞組，其輸入為控制電壓。1.對(duì)交流伺服電動(dòng)機(jī)的特殊要求1）機(jī)械特性為線性；2）控制信號(hào)消失后轉(zhuǎn)子無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。對(duì)于普通異步電動(dòng)機(jī)，其機(jī)械特性如下圖中的曲線1所示。為了滿足交流伺服電動(dòng)機(jī)線性機(jī)械特性的要求，通常的做法是：加大轉(zhuǎn)子電阻，以使得產(chǎn)生最大電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率。相應(yīng)的交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖10-15中的曲線2所示。10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)控制信號(hào)消失后轉(zhuǎn)子無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象是指：伺服電動(dòng)機(jī)在控制信號(hào)為零時(shí)，能夠自行停車。圖10-16為普通驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)一相繞組通電時(shí)的機(jī)械特性和兩相繞組交流伺服電動(dòng)機(jī)一相通電（即控制電壓為零）且轉(zhuǎn)子電阻較大時(shí)的機(jī)械特性。圖10-15異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)與一般異步電動(dòng)機(jī)相比，兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻較大，因而其機(jī)械特性在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)接近線性，且一相繞組通電（即控制電壓為零）時(shí)轉(zhuǎn)子無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象發(fā)生。圖10-16兩相交流異步電動(dòng)機(jī)一相供電時(shí)的機(jī)械特性10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)2.控制方式與運(yùn)行特性在保持勵(lì)磁電壓不變的條件下，交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式有三種：幅值控制、相位控制及幅-相控制。1）幅值控制時(shí)的運(yùn)行特性設(shè)控制繞組的外加電壓為，其額定電壓為，則有效信號(hào)系數(shù)可定義為：1）當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的氣隙合成磁勢(shì)為圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)；2）當(dāng)時(shí)，由于定子繞組僅勵(lì)磁繞組一相供電，相應(yīng)的氣隙合成磁勢(shì)為脈振磁勢(shì)；3）當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的氣隙合成磁勢(shì)為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。

10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)為不同值時(shí)的機(jī)械特性曲線和采用幅值控制時(shí)交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性曲線如圖10-18所示。圖10-18交流伺服電動(dòng)機(jī)幅值控制時(shí)的機(jī)械特性與調(diào)節(jié)特性10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)（2）相位控制時(shí)的運(yùn)行特性圖10-19交流伺服電動(dòng)機(jī)相位控制時(shí)的接線圖

10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)圖10-17交流伺服電動(dòng)機(jī)幅值控制時(shí)的接線圖

10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)設(shè)控制電壓滯后與勵(lì)磁電壓的相位為，則定義為相位控制時(shí)的信號(hào)系數(shù)。1）當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的氣隙合成磁勢(shì)為圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)；2）當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的氣隙合成磁勢(shì)為脈振磁勢(shì)；3）當(dāng)時(shí)，氣隙合成磁勢(shì)為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，合成電磁轉(zhuǎn)矩取決于橢圓度。交流伺服電動(dòng)機(jī)采用相位控制時(shí)的機(jī)械特性曲線和調(diào)節(jié)特性曲線如圖10-20所示。圖10-20交流伺服電動(dòng)機(jī)相位控制時(shí)的機(jī)械特性與調(diào)節(jié)特性10.2伺服電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)（3）幅-相控制時(shí)的運(yùn)行特性交流伺服電動(dòng)機(jī)采用幅-相控制時(shí)的接線圖、機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性如下圖所示。圖10-21交流伺服電動(dòng)機(jī)幅-相控制時(shí)的接線圖圖10-22交流伺服電動(dòng)機(jī)幅-相控制時(shí)的機(jī)械特性與調(diào)節(jié)特性10.3力矩電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)在控制要求高的系統(tǒng)中，需要一種力矩較大的伺服電機(jī)來(lái)直接拖動(dòng)負(fù)載，這種電機(jī)就叫力矩電動(dòng)機(jī)。力矩電動(dòng)機(jī)是一種特殊的伺服電機(jī)，其轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)矩較大，勿需齒輪等減速機(jī)構(gòu)減速，可以直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載低速運(yùn)行，負(fù)載轉(zhuǎn)速受控于控制電壓信號(hào)。力矩電動(dòng)機(jī)響應(yīng)快，精度高，調(diào)節(jié)性能好，調(diào)速范圍很大，它的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，可以低速長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。力矩電動(dòng)機(jī)分為直流力矩電動(dòng)機(jī)和交流力矩電動(dòng)機(jī)兩大類。直流力矩電動(dòng)機(jī)按總體結(jié)構(gòu)形式不同可分為分裝式和內(nèi)裝式兩種。力矩電動(dòng)機(jī)為能產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，通常把電機(jī)做成扁平式結(jié)構(gòu)，外形軸向長(zhǎng)度短，徑向長(zhǎng)度大，極數(shù)較多。直流力矩電動(dòng)機(jī)一般做成多極永磁式，在設(shè)計(jì)直流力矩電動(dòng)機(jī)時(shí)，盡量增加電樞槽數(shù)、串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)及換向片數(shù)。圖10-23為典型永磁式直流力矩電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。10.3力矩電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)1—銅環(huán)2—定子3—電刷4—電樞繞組5—槽楔兼換向片6—轉(zhuǎn)子圖10-23典型永磁式直流力矩電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)交流力矩電動(dòng)機(jī)又分同步和異步兩類，同步力矩電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子都有許多槽(齒)，與步進(jìn)電機(jī)類似；異步力矩電動(dòng)機(jī)工作原理與普通交流伺服電動(dòng)機(jī)相同，通常設(shè)計(jì)為多極，并盡量增加槽數(shù)。

10.4測(cè)速發(fā)電機(jī)第10章微特電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種把機(jī)械轉(zhuǎn)速按比例轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的控制電機(jī)，可分為直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)兩大類。10.4.1直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理與一般他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)相同，由勵(lì)磁繞組通電產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，電樞繞組在外力拖動(dòng)下切割磁力線感應(yīng)電勢(shì)，其大小為

空載時(shí)，即輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。負(fù)載后，若負(fù)載電阻為，則正、負(fù)電刷之間的輸出電壓為：整理得：10.4測(cè)速發(fā)電機(jī)第10章微特電機(jī)根據(jù)上式可以繪出一定負(fù)載電阻下直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性曲線，如下圖所示。

圖10-24直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的接線圖圖10-25直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性

10.4測(cè)速發(fā)電機(jī)第10章微特電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的定子采用空間互差90°的兩相分布繞組組成。其中，一相繞組為激磁繞組，另一相為輸出繞組。轉(zhuǎn)子采用空心杯結(jié)構(gòu)。為減小主磁路的磁阻，空心杯轉(zhuǎn)子內(nèi)部還有一個(gè)由硅鋼片疊壓而成的內(nèi)定子作為定子鐵心。圖10-26為一臺(tái)空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。10.4.2交流測(cè)速發(fā)電機(jī)1—空心杯轉(zhuǎn)子2—定子3—內(nèi)定子4—機(jī)殼5—端蓋圖10-26空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖圖10-27空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理圖10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)，可看作是一種特殊運(yùn)行方式的小功率(微型)同步電動(dòng)機(jī)，是數(shù)字控制系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件。其作用是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移。電脈沖由專用驅(qū)動(dòng)電源供給，每輸入一個(gè)脈沖，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就前進(jìn)一步，故稱之為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)角位移量或轉(zhuǎn)速與電脈沖數(shù)或頻率成正比。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類很多，主要有反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、動(dòng)機(jī)和平面步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本要求是：1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在電脈沖的控制下能迅速啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)及在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。2）為了提高精度，要求一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的位移量小，并要準(zhǔn)確、均勻。3）動(dòng)作快速——即不僅啟動(dòng)、停步、反轉(zhuǎn)快，并能連續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。4）輸出轉(zhuǎn)矩大，可直接帶動(dòng)負(fù)載。目前反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具省步距角小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)單段三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)分成定子和轉(zhuǎn)子兩大部分，如下圖所示。定、轉(zhuǎn)子鐵心由軟磁材料或硅鋼片疊成凸極結(jié)構(gòu)，定、轉(zhuǎn)子磁極上均有小齒，定、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)相等。定子磁極上套有星形連接的三相控制繞組，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的磁極為一相，轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組。轉(zhuǎn)子用軟成材料制成，也是凸極結(jié)構(gòu)。10.5.1反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖10-28三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)模型示意圖

10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)單段三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理如下圖所示。由于磁力線總是要通過(guò)磁阻最小的路徑閉合，因此會(huì)在磁力線扭曲時(shí)產(chǎn)生切向力而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的原理。10.5.2反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理（a）A相通電（b）B相通電（c）C相通電圖10-29反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)當(dāng)A相繞組通電時(shí)，氣隙中生成以A-A為軸線的磁場(chǎng)。在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到使1、3兩轉(zhuǎn)子齒與磁極A-A對(duì)齊的位置上。如果A相繞組不斷電，1、3兩轉(zhuǎn)子齒就一直被磁極A-A吸引住而不改變其位置，即轉(zhuǎn)子具有自鎖能力。當(dāng)A相繞組斷電、B繞組通電時(shí)，氣隙中生成以B-B為軸線的磁場(chǎng)。在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子又會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使距離磁極B-B最近的2、4兩轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)到與磁極B-B對(duì)齊的位置上。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度為式中——步距角，即控制繞組改變一次通電狀態(tài)后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度N——拍數(shù)，即通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變的次數(shù)

Zr——轉(zhuǎn)子齒數(shù)同理，B相繞組斷電，C相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)過(guò)30°。10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)以上通電方式中，通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變?nèi)危看沃挥袉为?dú)一相控制繞組通電，稱之為三相單三拍運(yùn)行方式。由于單獨(dú)一相控制繞組通電時(shí)容易使轉(zhuǎn)子在平衡位置附近來(lái)回?cái)[動(dòng)——振蕩，會(huì)使運(yùn)行不穩(wěn)定，因此實(shí)際上很少采用三相單三拍的運(yùn)行方式。此外，還有三相雙三拍運(yùn)行方式和三相六拍運(yùn)行方式。三相雙三拍運(yùn)行方式的每個(gè)通電狀態(tài)都有兩相控制繞組同時(shí)通電，通電狀態(tài)切換時(shí)總有一相繞組不斷電，不會(huì)產(chǎn)生振蕩。10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)三相六拍運(yùn)行方式的通電順序?yàn)槠湓砼c單三拍、雙三拍運(yùn)行方式的原理相同。只是其通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變的次數(shù)增加了一倍

，其步距角因此減為原來(lái)的一半。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為式中NZr——轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周所需的脈沖數(shù)；f——脈沖頻率。10.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)3）最大突跳頻率：在轉(zhuǎn)子不失步的情況下，電動(dòng)機(jī)能增加和減小的最大頻率。4）步距差：理想的步矩角與實(shí)際的步矩角之差。5）輸出轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩的大小步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與脈沖頻率的函數(shù)關(guān)系稱為矩頻特性。10.6旋轉(zhuǎn)變壓器第10章微特電機(jī)無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器由旋轉(zhuǎn)變壓器的二次側(cè)繞組為解算器的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組提供旋轉(zhuǎn)激磁。通過(guò)解算器的兩相定子繞組分別輸出與轉(zhuǎn)子角度的正、余弦成正比的電壓信號(hào)。10.6.1工作原理1.正-余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正-余弦旋轉(zhuǎn)變壓器因兩個(gè)轉(zhuǎn)子繞組的輸出電壓分別為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的正、余弦函數(shù)而得名，其原理圖如下圖所示。圖10-30有刷旋轉(zhuǎn)變壓器的電路原理圖圖10-31無(wú)刷式旋轉(zhuǎn)變壓器的電路原理圖10.6旋轉(zhuǎn)變壓器第10章微特電機(jī)（1）空載運(yùn)行分析當(dāng)定子激磁繞組D外加交流電壓時(shí)，繞組內(nèi)便產(chǎn)生激磁電流，并在d軸上建立脈振磁勢(shì)和氣隙磁通。當(dāng)為任意值時(shí)，由于氣隙磁通與A、B兩相繞組所匝鏈的磁通分別為和，因此在激磁繞組D、轉(zhuǎn)子A和B繞組中所感應(yīng)電勢(shì)的有效值分別為：當(dāng)轉(zhuǎn)子A、B兩相繞組空載時(shí)，其輸出電壓分別為：10.6旋轉(zhuǎn)變壓器第10章微特電機(jī)（2）負(fù)載運(yùn)行分析

圖10-32負(fù)載后的正-余弦旋轉(zhuǎn)變壓器根據(jù)圖10-32，轉(zhuǎn)子磁勢(shì)可沿d軸和q軸分解為如下兩個(gè)分量：要在氣隙中建立新的脈振磁場(chǎng)，它所產(chǎn)生的磁通最大值為：10.6旋轉(zhuǎn)變壓器第10章微特電機(jī)與轉(zhuǎn)子A、B兩相繞組所匝鏈的磁通分別為和。它們?cè)贏、B兩相繞組中所感應(yīng)電勢(shì)的有效值分別為：為了消除輸出電壓的畸變，可以在定子側(cè)或轉(zhuǎn)子側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償。圖10-33為一種將定子繞組短接的定子側(cè)補(bǔ)償方案。圖10-33帶有定子側(cè)補(bǔ)償?shù)恼?余弦旋轉(zhuǎn)變壓器

10.6旋轉(zhuǎn)變壓器第10章微特電機(jī)2.線性旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角之間呈線性關(guān)系的旋轉(zhuǎn)變壓器稱為線性旋轉(zhuǎn)變壓器。當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，由于定子繞組Q的補(bǔ)償作用，轉(zhuǎn)子繞組B中的負(fù)載電流所產(chǎn)生的磁勢(shì)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響較小。氣隙磁通主要是由定子激磁繞組D所產(chǎn)生的直軸磁通。它在激磁繞組D、轉(zhuǎn)子A和B繞組中所感應(yīng)電勢(shì)的有效值分別為、和。根據(jù)圖10-34所假定的正方向，于是有：圖10-34線性旋轉(zhuǎn)變壓器的原理電路圖10.6旋轉(zhuǎn)變壓器第10章微特電機(jī)當(dāng)負(fù)載阻抗較大時(shí)，輸出電壓為：根據(jù)上式繪出輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角之間的特性曲線如圖10-35所示。圖10-35線性旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系曲線10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)自整角機(jī)是一種對(duì)角位移偏差具有自整步能力的控制電機(jī)。一般情況下，自整角機(jī)是成對(duì)使用的，一臺(tái)作為發(fā)送機(jī)使用，另一臺(tái)作為接收機(jī)使用。通過(guò)發(fā)送機(jī)將轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后再由接收機(jī)將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)角或電信號(hào)輸出，從而實(shí)現(xiàn)角度的遠(yuǎn)距離傳輸或轉(zhuǎn)換。自整角機(jī)具有如下的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）轉(zhuǎn)子采用單相交流激磁繞組，嵌入到凸極或隱極式轉(zhuǎn)子鐵心中，并通過(guò)轉(zhuǎn)子滑環(huán)和電刷引出；2）定子采用三相對(duì)稱分布繞組（又稱為整步繞組）。三相整步繞組接成星形，并通過(guò)出線端引出。自整角機(jī)整體上可以分為兩類：一類是力矩式自整角機(jī)：其輸出是轉(zhuǎn)角；另一類是控制式自整角機(jī)：其輸出是電壓信號(hào)。10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)1.失調(diào)角的概念將a1相整步繞組軸線與激磁繞組軸線之間的夾角作為轉(zhuǎn)子的位置角。兩自整角機(jī)轉(zhuǎn)子位置角偏差稱為失調(diào)角，即

。2.協(xié)調(diào)位置的概念當(dāng)失調(diào)角為零（即兩臺(tái)自整角機(jī)轉(zhuǎn)子位置角相同）時(shí)，各相整步繞組中的定子電流（又稱為均衡電流）為零，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩也為零，此時(shí)轉(zhuǎn)子的位置稱為協(xié)調(diào)位置。10.7.1力矩式自整角機(jī)圖10-36力矩式自整角機(jī)的工作原理圖10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)3.整步轉(zhuǎn)矩的概念與力矩式自整角機(jī)的工作原理當(dāng)發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度后，兩自整角機(jī)轉(zhuǎn)子之間將存在一個(gè)失調(diào)角。于是，發(fā)送和接收機(jī)整步繞組中所感應(yīng)的線電勢(shì)將不再相等，兩繞組之間便有均衡電流流過(guò)。均衡電流與兩轉(zhuǎn)子激磁繞組所建立的磁場(chǎng)相互作用便產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（又稱為整步轉(zhuǎn)矩）。整步轉(zhuǎn)矩力圖使失調(diào)角趨向于零。于是，接收機(jī)轉(zhuǎn)子將跟隨發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)角，從而使兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角又保持一致，力矩式自整角機(jī)又重新達(dá)到新的協(xié)調(diào)位置。我們假定氣隙磁密是按正弦分布的，其次忽略鐵心飽和和整步繞組磁勢(shì)對(duì)激磁磁勢(shì)的影響。當(dāng)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)轉(zhuǎn)子之間的位置角分別為和不等時(shí)，轉(zhuǎn)子激磁磁場(chǎng)在定子各整步繞組內(nèi)所感應(yīng)變壓器電勢(shì)的有效值分別為：對(duì)于發(fā)送機(jī)10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)對(duì)于接收機(jī)考慮到發(fā)送機(jī)和接收機(jī)均為星形連接的三相對(duì)稱繞組，各相回路的合成電勢(shì)分別為：設(shè)整步繞組每相的等效阻抗為，則定子各相繞組中的均衡電流為：10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)三相整步繞組的電流在d軸和q軸上的分量分別為：對(duì)于發(fā)送機(jī)對(duì)于接收機(jī)圖10-37為轉(zhuǎn)子交軸、直軸磁場(chǎng)與定子交軸、直軸電流相互作用所產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的示意圖。圖10-37d、q軸磁場(chǎng)與d、q軸電流相互作用所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)鑒于直軸磁勢(shì)（或電流）較小，可以忽略不計(jì)，而轉(zhuǎn)子激磁磁通主要集中在d軸上，即，因此整步轉(zhuǎn)矩的大小可由下式給出：發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的整步轉(zhuǎn)矩分別為根據(jù)上式繪出靜態(tài)整步轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角之間的關(guān)系曲線如圖10-38所示。圖10-38自整角機(jī)的靜態(tài)整步轉(zhuǎn)矩特性10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)控制式自整角機(jī)的作用是將發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為接收機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上的電壓信號(hào)。在發(fā)送機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的作用下，接收機(jī)定子繞組中便有電流流過(guò)并產(chǎn)生磁勢(shì)和磁通。所產(chǎn)生的磁通與接收機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組相匝聯(lián)，并在接收機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢(shì)，最終輸出電壓。由于接收機(jī)是處于變壓器運(yùn)行狀態(tài)，故接收機(jī)又稱為自整角變壓器。在自整角變壓器中，取轉(zhuǎn)子繞組軸線與a2相整步繞組軸線垂直的位置作為基準(zhǔn)電氣零位。相應(yīng)的失調(diào)角為零，兩轉(zhuǎn)子處于協(xié)調(diào)位置，自整角變壓器輸出電壓為零。若將發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于整步繞組逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)角，自整角變壓器轉(zhuǎn)子將從基準(zhǔn)零位逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)角，則相應(yīng)的失調(diào)角為：

在發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子激磁繞組的磁勢(shì)和磁場(chǎng)作用下，各相整步繞組中將感應(yīng)變壓器電勢(shì)，其有效值分別為10.7.2控制式自整角機(jī)10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)設(shè)發(fā)送機(jī)整步繞組中每相的等效電抗為，而自整角變壓器整步繞組中每相的等效電抗為，則各整步繞組回路中的電流有效值分別為對(duì)于自整角變壓器，考慮到其三相整步繞組中的電流與發(fā)送機(jī)中的電流大小相同，方向相反，故每相整步繞組所產(chǎn)生基波磁勢(shì)的幅值分別為10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)通常將整步繞組中的各相磁勢(shì)按投影分解到直軸（或d軸）和交軸（或q軸）上。于是有整步繞組合成磁勢(shì)的幅值為合成磁勢(shì)與d軸之間的夾角為根據(jù)上式，繪出自整角變壓器三相整步繞組的合成磁勢(shì)的位置如圖10-39所示。圖10-39自整角變壓器整步繞組合成磁勢(shì)的空間位置10.7自整角機(jī)第10章微特電機(jī)自整角變壓器三相整步繞組合成磁勢(shì)的空間位置總是與發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際空間位置相一致。圖10-40為由控制式自整角機(jī)和伺服電機(jī)組成隨動(dòng)系統(tǒng)。圖10-40由控制式自整角機(jī)和伺服電機(jī)組成的隨動(dòng)系統(tǒng)10.8直線電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)直線電動(dòng)機(jī)是一種能夠直接輸出直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。大體上可以分為直線直流電動(dòng)機(jī)、直線異步電動(dòng)機(jī)、直線同步電動(dòng)機(jī)以及直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。1—永久磁鐵2—極靴3—鐵芯4—磁軛5—磁通6—可動(dòng)線圈圖10-41直線直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖直線電動(dòng)機(jī)包括框架式和音圈式兩種主要結(jié)構(gòu)形式，其中框架式又包括動(dòng)圈式和動(dòng)鐵式兩種結(jié)構(gòu)。直線直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、調(diào)節(jié)特性以及動(dòng)態(tài)特性的分析與第3章介紹的直流旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)基本相同。只需用直線位移代替角位移、用力代替轉(zhuǎn)矩即可。10.8.1直線直流電動(dòng)機(jī)10.8直線電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)直線異步電動(dòng)機(jī)是從旋轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)演變而來(lái)的。當(dāng)在直線異步電動(dòng)機(jī)的初級(jí)三相繞組中通入三相對(duì)稱電流時(shí)，則在初級(jí)和次極之間的氣隙中便產(chǎn)生類似于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的行波磁場(chǎng)，如下圖所示。10.8.2直線異步電動(dòng)機(jī)圖10-42由旋轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)向直線電動(dòng)機(jī)的演變過(guò)程1—初級(jí)2—次級(jí)3—行波磁場(chǎng)圖10-43直線異步電動(dòng)機(jī)的工作原理示意圖10.8直線電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)行波磁場(chǎng)的移動(dòng)速度為同步速，為式中，為繞組節(jié)距(m)；為電源頻率。為確保相對(duì)切割，動(dòng)子的移動(dòng)速度總是低于行波磁場(chǎng)的同步速，其差異可用轉(zhuǎn)差率來(lái)表示，即：

動(dòng)子的移動(dòng)速度為：10.8.2直線異步電動(dòng)機(jī)10.8直線電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)10.8.2直線異步電動(dòng)機(jī)圖10-44具有長(zhǎng)動(dòng)子、短定子的扁平式結(jié)構(gòu)直線異步電動(dòng)機(jī)圖10-45管形結(jié)構(gòu)的直線異步電動(dòng)機(jī)10.8直線電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將輸入脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)椴竭M(jìn)式直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。其初級(jí)定子繞組每輸入一個(gè)脈沖，動(dòng)子則移動(dòng)一直線步長(zhǎng)。圖10-46給出了一種混合式直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理示意圖。混合式直線步進(jìn)電機(jī)是一種將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的數(shù)字脈沖電機(jī)，即使在開(kāi)環(huán)條件下，無(wú)須直線位移傳感器，也能夠做到精確定位控制。10.8.3直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)圖10-46混合式直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理10.9開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)第10章微特電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型調(diào)速電機(jī)，調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的最新一代無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，調(diào)速范圍寬，調(diào)速性能優(yōu)異，且在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)都具有較高效率，系統(tǒng)可靠性高。主要有開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)、功率變換器、控制器與位置檢測(cè)器四部分組成。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，可靠性高，覆蓋功率范圍10W~5MW的各種高低速驅(qū)動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。使的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)存在許多潛在的領(lǐng)域，在各種需要調(diào)速和高效率的場(chǎng)合均能得到廣泛使用。10.9開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)第10章微特電機(jī)具體特點(diǎn)如下：1）其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，電機(jī)的轉(zhuǎn)子沒(méi)有繞組和磁鐵。2）電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)永磁體，允許較高的溫升。由于繞組均在定子上，電機(jī)容易冷卻。效率高，損耗小。3）轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無(wú)關(guān)，只需單方相繞組電流，每相一個(gè)功率開(kāi)關(guān)，功率電路簡(jiǎn)單可靠。4）轉(zhuǎn)子上沒(méi)有電刷結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，適用于高速驅(qū)動(dòng)。5）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，有較高轉(zhuǎn)矩慣量比。6）調(diào)速范圍寬，控制靈活，易于實(shí)現(xiàn)各種再生制動(dòng)能力。7）并具頻繁啟動(dòng)（1000次／小時(shí)），正向反向運(yùn)轉(zhuǎn)的特殊場(chǎng)合使用。10.9開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)第10章微特電機(jī)具體特點(diǎn)如下：8）且啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，低速時(shí)更為突出。9）電機(jī)的繞組電流方向?yàn)閱畏较颍娏刂齐娐泛?jiǎn)單，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。10）可通過(guò)機(jī)和電的統(tǒng)一協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)滿足各種特殊使用要求。

10.10無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)無(wú)刷直流電機(jī)即是以電子方式控制交流電換相，得到類似直流電機(jī)特性又沒(méi)有直流電機(jī)機(jī)構(gòu)上缺失的一種應(yīng)用。從目前直流電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，直流有刷電機(jī)逐步被淘汰，無(wú)刷直流電機(jī)成為直流電機(jī)的主流。10.10.1無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介直流無(wú)刷電機(jī)是同步電機(jī)的一種，也就是說(shuō)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速受電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度及轉(zhuǎn)子極數(shù)(P)影響：。在轉(zhuǎn)子極數(shù)固定情況下，改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率f就可以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。直流無(wú)刷電機(jī)即是將同步電機(jī)加上電子式控制(驅(qū)動(dòng)器)，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率并將電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速回授至控制中心反復(fù)校正，以期達(dá)到接近直流電機(jī)特性的方式。10.10無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是一種無(wú)級(jí)變速電機(jī)，它由一臺(tái)同步電機(jī)和一組逆變橋所組成。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造一般是內(nèi)藏檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置用的磁氣元件（霍爾IC）或光學(xué)編碼器。由此位置傳感器向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出信號(hào)。電動(dòng)機(jī)線圈是3相星形結(jié)線。此外，轉(zhuǎn)子使用永久磁鋼。圖10-47無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

10.10無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)第10章微特電機(jī)