电动机原理与控制

电机与拖动1精选ppt目录第一章直流电机基本结构及原理第二章发电机原理第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理第四章三相异步电动机的使用第五章步进电机及其工作原理第六章交流伺服电机的结构及控制原理2精选ppt第一章直流电机基本结构及原理第一章直流电机基本结构及原理3精选ppt一、磁场对电流的作用通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力，也称安培力。左手定则第一章直流电机基本结构及原理4精选ppt第一章直流电机基本结构及原理二、直流电机认识5精选ppt三、电机运动原理FFFF1234第一章直流电机基本结构及原理6精选ppt四、直流电机模型第一章直流电机基本结构及原理7精选ppt五、直流电机结构第一章直流电机基本结构及原理8精选ppt六、直流电机的励磁方式他励串励并励复励永磁材料励磁第一章直流电机基本结构及原理9精选ppt七、直流电机优缺点由于这些特点，一般应用于大型机床，日常生活小电器中，如收录机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表、电动玩具、手机振动等。直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机过载能力较强，启动和制动转矩较大。易于控制，可靠性较高由于存在换向器，其制造复杂，价格较高第一章直流电机基本结构及原理10精选ppt八、他励直流电动机的基本方程式1.电枢电压平衡方程式U＝Ea+IaRa2.电动机的转矩平衡方程式T＝9550P/nU—电枢电压（V）Ia—电枢电流（A）Ra—电枢回路中总电阻（Ω）电磁转矩

T=To+TLTo空载转矩；

TL负载静阻转矩，电动机稳定运行时第一章直流电机基本结构及原理11精选ppt3.功率平衡方程式直流电动机输入的电功率是不可能全部转换成机械功率的，因为在转换的过程中存在着各种损耗。按其性质可分为机械损耗Pm，铁心损耗PFe，铜损PCu和附加损耗PS四种。电动机总损耗ΣP＝Pm+PFe+PCu+PS电网向电动机输入的电功率P1＝UI

＝UIa

电动机输出的机械功率P2＝P1－ΣP直流电动机的效率η=(P2/P1)×100％八、他励直流电动机的基本方程式第一章直流电机基本结构及原理12精选ppt直流电机的额定数据额定容量PN：输出功率，单位kW额定电压UN：额定状态下出线端电压，单位V额定电流IN：额定状态下出线端电流，单位A额定转速nN：额定状态下的电机转速，单位r/min额定励磁电压、额定励磁电流和励磁方式等。第一章直流电机基本结构及原理13精选ppt第二章发电机原理第二章发电机原理14精选ppt法拉弟1821年提出“由磁产生电”的设想。经过10年的探索，1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。一、电磁感应现象第二章发电机原理15精选ppt二、磁感应现象闭合电路的一部份导体在磁场中做切割磁力线运动时产生电流的现象称为电磁感应现象。第二章发电机原理16精选ppt三、发电机认识第二章发电机原理17精选ppt四、发电机原理第二章发电机原理18精选ppt结论从上述基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机远行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机；如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机既能作电动机又能作发电机运行的这种原理，在电机理论中称为可逆原理。第二章发电机原理19精选ppt第三章三相异步电动机的

基本结构与工作原理一、三相异步电动机概述二、三相异步电动机结构三、基本作用原理四、机械特性五、三相异步电动机的铭牌数据第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理20精选ppt一、三相异步电动机概述

第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理21精选ppt

1.电能转换为机械能的动力设备2.结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用维护方便等优点3.应用十分广泛第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理一、三相异步电动机概述22精选ppt二、三相异步电动机结构第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理23精选ppt绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机二、三相异步电动机结构第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理24精选ppt二、三相异步电动机结构第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理25精选ppt二、三相异步电动机结构铸铝式笼型转子笼型转子第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理26精选ppt3.1基本原理磁场转动起来三、基本作用原理第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理27精选pptU1V2W1V1W2异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极(•)电流出()电流入U23.2旋转磁场的产生第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理28精选ppt三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场°=60twU2U1V1W2W1V2U2U1V1W2W1V2U2U1V1W2W1V2U2U1V1W2W1V2U2U1V1W2W1V2第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理U2U1V1W2W1V229精选ppt3.3旋转磁场的转速大小（同步转速）

一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则同步转速（旋转磁场的速度）为：U1V2W1V1W2U2第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理30精选ppt极对数（P）的概念AXBYCZAXYCBZC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'3.3旋转磁场的转速大小（同步转速）第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理31精选ppt三相异步电动机的同步转速600pfn=min）r/

(

p12

3456n0/(r/min)300015001000750600500

f=50Hz

时，不同极对数时的同步转速如下:p为任意值时：3.3旋转磁场的转速大小（同步转速）第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理32精选ppt3.4电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但

异步电动机无转距转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流提示：如果第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理33精选ppt

3.5转差率的概念：异步电机运行中:转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间:（转差率最大）第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理34精选ppt方法：和电源相接的任意两相互换。正转ABCM3~电源3.6电机换向解决方法n反转ABCM3~电源n第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理35精选ppt旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：换接其中两相旋转磁场的旋转方向第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理36精选pptn0Tn额定转矩：电机在额定电压下，以额定转速运行，输出额定功率

时，电机转轴上输出的转矩。(1)（牛顿•米）nN（电动机在额定负载时的转矩。）四、三相异步电动机的机械特性第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理37精选ppt如果电机将会因带不动负载而停转。最大转矩：(2)电机带动最大负载的能力。n0Tn求解第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理38精选ppt过载系数：三相异步机工作时，一定令负载转矩，否则电机将停转。致使注意：（1）三相异步机的和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。（2）电机严重过热第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理39精选ppt起动转矩：(3)电机起动时的转矩。n0Tn其中则体现了电动机带载起动的能力。若电机能起动，否则将起动不了。第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理40精选ppt五、三相异步电动机的铭牌数据Y132M-4型电动机三相异步电动机型号Y132M-4 功率7.5KW频率50Hz电压380V 电流15.4A 接法 转速1440r/min 绝缘等级B工作方式：连续功率因数0.85效率(%)87

年月编号XX电机厂第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理41精选ppt1.型号：表明不同用途，不同环境。三相异步电动机机座中心高机座长度代号磁极数Y132M--4磁极数(极对数p=2)同步转速1500转/分第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理42精选ppt转差率如：n=1440转/分电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。2.额定转速（n）第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理43精选ppt3.联接方式：Y/接法：

Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：定子绕组的接法：电机容量>3kW采用△连接电机容量<3kW采用Y连接第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理44精选ppt4.额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5％。在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高或过低都会使电动机的电流大于额定值,从而使电动机过热。线电压AZBYXC线电压ABCXYZ例：380/220Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；当线电压为220V时采用接法。第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理45精选ppt电压波动对电动机的影响第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理46精选ppt5.额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。如：表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。6.额定功率：

额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（），不等于从电源吸收的功率（）。两者的关系为：其中鼠笼电机=72~93％第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理47精选ppt额定负载时一般为0.7~0.9，空载时功率因数很低约为0.2~0.3。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“小车”的现象。7.功率因数(cos1)：P2PNcos18.绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最低(105ºC)，H级最高(180ºC)。第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理48精选ppt例:Y180M－2型三相异步电动机，PN=22kW，UN=380V，IN=42.2A，△接法，cosN=0.89，fN=50Hz，nN=2940r/min。求额定运行时的：(1)转差率；(2)定子绕组的相电流；(3)输入有功功率；(4)效率；（5）电磁转矩。练习：第三章三相异步电动机的基本结构与工作原理49精选ppt一、起动二、制动三、调速第四章三相异步电动机的使用第四章三相异步电动机的使用50精选ppt一、三相异步机的起动1.1起动电流Ist：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5~7倍。定子电流原因：起动时n=0，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子电流大电流使电网电压降低影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累电机过热影响：第四章三相异步电动机的使用51精选ppt1.2三相异步机的起动方法：直接启动Y-Δ隆压启动自耦隆压启动变频器/软启动控制启动其它控制方式启动常见的启动电路定子串电阻或电抗器启动第四章三相异步电动机的使用52精选pptY-Δ降压启动电路第四章三相异步电动机的使用启动：SB2=1KM1、KM3、KT=1Δ运行（低速）KT时间到，KT延时断触点=0KM3=0KM2=1KM1=1Y运行（高速）停止：SB1=0所有断开停止53精选ppt自耦降压启动电路第四章三相异步电动机的使用54精选ppt经验：电机同名端判断（剩磁法）(a)指针不动首尾端正确(b)指针晃动首尾端不正确第四章三相异步电动机的使用55精选ppt反馈制动反接制动常见的制动方式能耗制动二、三相异步机的制动第四章三相异步电动机的使用56精选ppt2.1反馈制动1).反馈制动(1)产生条件:

电动机的运行速度高于同步转速.此时S<0,电机进入发电状态,电能反馈给电网.(2)运行状态:

有两种情况.

位能转矩负载的起重机在下放重物时的反馈制动状态.

可使重物匀速下降如右图中a点.b点是改变转子外接电阻后的稳定工作点.第四章三相异步电动机的使用57精选ppt电源反接是突然改变三相电源的相序,旋转磁场反向;转子在由正变负的电磁转矩和负载转矩作用下迅速减速.反接制动时电流大,要在定子电路串电阻.在右图c点要切断电源(n=0),否则电动机将反向起动.2.2反接制动第四章三相异步电动机的使用58精选ppt

(1)产生条件:

电动机定子绕组脱离交流电源后,立即通入低压直流电,直流电建立一个恒稳磁场,产生制动转矩,系统贮存的能量消耗在电阻上.

(2)机械特性:制动时,特性从下图中的特性曲线1之a点平移至特性曲线2之b点,在制动转矩和负载转矩的共同作用下,沿曲线2迅速减速,到n=0.(3)特点:当n=0时,T=0,电动机不可能反方向起动,能使电动机准确停车.2.3能耗制动第四章三相异步电动机的使用59精选ppt变频

不变型，（他控式、自控式）变极调压串电阻串级电磁转差离合器耗能型不变型，有级调速馈送型，设备费用高异步电动机的调速方式：三、三相异步机的调速第四章三相异步电动机的使用60精选ppt3.1变极调速

磁极对数p的改变，取决于电动机定子绕组的结构和接线。通过改变定子绕组的接线，就可以改变电动机的磁极对数。磁极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速n0电动机的同步转速取决于磁场的极对数第四章三相异步电动机的使用61精选pptU相两个线圈，顺向串联，定子绕组产生4极磁场。反向串联和反向并联，定子绕组产生2极磁场。以4极变2极为例：3.1变极调速

第四章三相异步电动机的使用62精选ppt1.变极调速只用于笼型电动机。2.绕组数量有限，最多4级调速；3.电机结构复杂缺点：3.1变极调速

第四章三相异步电动机的使用63精选ppt3.2变转差率调速

1.改变定子电压调速

−−交流调压调速异步电动机的机械特性方程式:其中：p为电机极对数；

U1为相电压有效值

R1为定子每相绕组的内阻

Ll1为每相漏感

R2′为折算到定子侧的每相电阻

Ll2′为折算到定子侧的漏感电机参数一定，当S，f1不变时，T仅与U1有关。第四章三相异步电动机的使用64精选ppt2.绕线式异步电动机转子串电阻调速(1)应用范围:

只适用于线绕式异步电动机.(2)原理电路和机械特性与串电阻降压起动相同.

线绕式异步电动机的起动电阻,适当增大电阻的容量,可作调速电阻用.(3)特点:

结构简单,动作可靠;是有级调速.(4)应用:

用于重复短时工作制的生产机械,如起重机械.第四章三相异步电动机的使用65精选ppt3.绕线式异步电动机在转子回路中串级调速其优点是：可以通过某种控制方式，使转子回路的能量回馈到电网，从而提高效率；在适当的控制方式下，可以实现低同步或高同步的连续调速。缺点是：只能适应于绕线式异步电动机，且控制系统相对复杂。

第四章三相异步电动机的使用66精选ppt4.电磁转差离合器调速（异步电动机本身并不调速）电磁转差离合器调速系统是由笼型异步电动机、电磁转差离合器以及控制装置组合而成。第四章三相异步电动机的使用67精选ppt3.3变频调速

第四章三相异步电动机的使用68精选ppt1．变频调速的条件

三相异步电动机定子绕组的反电动势E1的表达式为:Eq=4.44ƒ1N1kN1Φm=U1+△U式中:

Eq——气隙磁通在定子每相绕组中感应电动势有效值；

N1——定子每相绕组的匝数；

kN1——定子绕组的基波绕组系数，kN1<1；

ƒ1——定子绕组感应电动势的频率，即电源的频率；

Φm——主磁通；U1——定子相电压。可见：Eq∝ƒ1Φm

将△U忽略，则Eq≈U1∝ƒ1Φm定子电压漏阻抗压降3.3变频调速

第四章三相异步电动机的使用69精选ppt

当U1

≈E1=C时，由E1≈U1∝ƒ1Φm

知，ƒ1↓→Φm↑→电动机磁路过饱和，导致过大的励磁电流，电动机因绕组过热而损坏。

当U1≈E1=C时，由E1≈U1∝ƒ1Φm

知，ƒ1↑

→Φm↓，铁芯利用不充分，同样的转子电流下，电磁转矩T↓

，电动机的负载能力下降，电动机的容量得不到充分利用。因此，为维持电动机的输出转矩不变，必须使主磁通Φm

=C，即U1ƒ1=CE1ƒ1=结论:变频调速的条件是主磁通Φm保持不变第四章三相异步电动机的使用70精选ppt2．基频以下恒磁通（恒转矩）变频调速Φm∝U1ƒ1=CE1ƒ1=

为保持主磁通不变，必须在变频的同时变压，使得压频比为一常数。因为变频的同时还要改变电压，所以称为V/F控制，也称为VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）。

一般频率是从额定频率f1N向下调，所以需要同时降低电源电压变频调速后续专门课程进行讲解！第四章三相异步电动机的使用71精选ppt第五章步进电机及其工作原理第五章步进电机及其工作原理72精选ppt一、简介步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电机。主要优点：步距角和转速不受电压波动和负载变化的影响，仅与脉冲频率有关。它每转一周都有固定的步数，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累，从而使它适合于在数字控制的开环系统中作为驱动电动机，也可用作闭环系统的驱动组件。主要缺点：效率较低，需配适当的驱动电源，带惯性负载的能力不强。第五章步进电机及其工作原理73精选ppt种类：励磁方式磁阻式(反应式)永磁式混合式运行方式旋转型直线型平面型系统构成：步进电机脉冲分配器脉冲放大器脉冲信号输入二、分类及组成第五章步进电机及其工作原理74精选ppt3.1反应式步进电动机的结构单段式多段式

a)径向磁路

b)轴向磁路三、反应式步进电动机的结构与工作原理第五章步进电机及其工作原理75精选ppt径向磁路1—线圈；2—定子；3—转子轴向磁路1—线圈；2—定子；3—磁轭4—转子；5—引出线3.1反应式步进电动机的结构第五章步进电机及其工作原理76精选ppt三相反应式步进电动机有三种运行方式：三相单三拍运行；三相双三拍运行；三相单、双六拍运行“三相”—指步进电机的相数；“单”—指每次只给一相绕组通电；“双”则是每次同时给二相绕组通电；“三拍”—指通电三次完成一个循环3.2工作原理第五章步进电机及其工作原理77精选pptA相导通B相导通1.三相单三拍运行方式C相导通A相导通第五章步进电机及其工作原理78精选ppt

按A-B-C-A的顺序通电，电机转子在磁阻转矩作用下沿ABC方向转动，电机的转速直接取决于控制绕组的换接频率。

定子控制绕组每改变一次通电方式，称为一拍，此时电机转子所转过的空间角度称为步距角。齿距角：步距角：1.三相单三拍运行方式第五章步进电机及其工作原理79精选ppt按AB-BC-CA-AB或相反的顺序通电，每次同时给两相绕组通电，且三次换接为一个循环。步距角与三相单三拍运行方式的步距角相同。AB相导通BC相导通2.三相双三拍运行方式第五章步进电机及其工作原理80精选ppt按A-AB-B-BC-C-CA或相反顺序通电，即需要六拍才完成一个循环，因此步距角为：A相导通B相导通AB相导通3.三相单、双六拍运行方式第五章步进电机及其工作原理81精选ppt对于其它相数的步进电动机，同样可以有多种运行方式，例如四相步进电动机有：四相单四拍，四相双四拍，四相单双八拍等运行方式。一般而言，无论几相电机以及采用何种运行方式，步距角与转子齿数Zr和拍数N之间有如下关系：(机械角度)此处，m为控制绕组相数，C为状态系数，单三、双三拍时，C=1；单双六拍时C=2。4.电机转速第五章步进电机及其工作原理82精选ppt故电机转速为：rpm如果连续不断地输入脉冲，则电机转子就连续旋转，其转速与脉冲频率有关。每输入一个脉冲，转子转过：4.电机转速第五章步进电机及其工作原理83精选ppt驱动电源的相数、通电方式和电压、电流都要满足步进电动机的要求；要满足步进电动机起动频率和连续运行频率的要求；能最大限度地抑制步进电动机的振荡；工作可靠，抗干扰能力强；成本低、效率高，安装维护方便。四、步进电动机的驱动电源4.1对驱动电源的基本要求第五章步进电机及其工作原理84精选ppt4.2驱动电源组成变频信号源脉冲分配器功率放大器步进电动机负载指令变频信号源：是一个脉冲频率由几赫到几十千赫可连续变化的信号发生器，可以是计算机或振荡器。脉冲分配器：一种逻辑电路，由双稳态触发器和门电路组成，它可能将输入的电脉冲信号根据需要循环地分配到脉冲放大器进行功率放大，并使步进电动机按选定的运行方式工作。第五章步进电机及其工作原理85精选ppt三相单三拍脉冲分配器JKQ(t+1)说明101置“1”010置“0”00Q(t)不变11(t)求补JK触发器真值表第五章步进电机及其工作原理86精选ppt三相单、双六拍单转向脉冲分配器第五章步进电机及其工作原理87精选ppt单极性驱动（反应式步进电动机）单一电压型功率放大电路优点：线路简单，功率组件少，成本低。缺点：Rf1上要消耗能量，工作效率低。只适用于小功率步进电动机。如果电容C选择不当，在低频段会使振荡有所增加，使低频性能变差。功率驱动电路第五章步进电机及其工作原理88精选ppt高、低电压切换型功率放大电路优点：电源功耗比较小，效率比较高。矩频特性好，启动和运行频率得到了很大的提高。主要缺点：低频运行时输入能量过大，造成电机低频振荡加重；增大了电源的容量，对功率管性能参数的要求高。常用于大功率步进电动机的驱动

第五章步进电机及其工作原理89精选ppt电流斩波驱动放大电路第五章步进电机及其工作原理90精选ppt调频调压驱动方式(a)低频；(b)高频第五章步进电机及其工作原理91精选ppt细分驱动放大电路细分电流波形电流的每个阶梯，电机转动一步，步距角减小了很多。先放大后合成先合成后放大第五章步进电机及其工作原理92精选ppt第六章交流伺服电机的结构及控制原理2伺服电机基本结构及原理3旋转磁场作用下的运行分析4交流伺服电机的机械特性及控制方式5伺服电机编码器8伺服电机选型1概述6交流伺服驱动器第六章交流伺服电机的结构及控制原理7交流伺服电机的应用93精选ppt伺服电动机也称为执行电动机，在控制系统中用作执行组件，将电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。1概述1、交流伺服电动机2、直流伺服电动机伺服电动机分为：1.1什么叫伺服电机松下交流伺服电机及驱动器第六章交流伺服电机的结构及控制原理94精选ppt1概述

在有控制信号输入时，伺服电动机就转动；没有控制信号输入，它就停止转动。改变控制电压的大小和相位(或极性)就可改变伺服电动机的转速和转向。1.2伺服电机最大特点第六章交流伺服电机的结构及控制原理1.3

伺服电机与普通电机相比具有如下特点(1)调速范围宽广。伺服电动机的转速随着控制电压改变，能在宽广的范围内连续调节。(2)转子的惯性小，即能实现迅速启动、停转。(3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。95精选ppt1概述1.4

伺服电机在自控制系统中的典型应用第六章交流伺服电机的结构及控制原理96精选ppt1.5伺服电动机典型生产厂家

德国西门子伺服电机安川伺服电机驱动器1、德国西门子2、日本安川公司3、日本松下4、日本三菱5、美国科尔摩根。6、深圳市汇川第六章交流伺服电机的结构及控制原理1概述97精选ppt2伺服电机基本结构及原理交流伺服电机系统驱动器交流伺服电机器第六章交流伺服电机的结构及控制原理98精选ppt2.1伺服电机的结构交流电机编码器交流电机电源线编码器信号输出线第六章交流伺服电机的结构及控制原理2伺服电机基本结构及原理99精选ppt2.1伺服电机的结构交流电机转子电机外壳电缆插头编码器线交流电机定子第六章交流伺服电机的结构及控制原理2伺服电机基本结构及原理100精选ppt2.1结构第六章交流伺服电机的结构及控制原理2伺服电机基本结构及原理101精选ppt2.1结构

由定子、转子和编码器等分组成转子编码器线定子第六章交流伺服电机的结构及控制原理2伺服电机基本结构及原理102精选ppt2.2结构1、定子由铁心和线圈组成电气原理图控制绕组励磁绕组控制绕组与励磁绕组相差900第六章交流伺服电机的结构及控制原理2伺服电机基本结构及原理103精选ppt励磁绕组控制绕组励磁电压控制电压第六章交流伺服电机的结构及控制原理2.2结构1、定子由铁心和线圈组成2伺服电机基本结构及原理104精选ppt(1)笼型转子

铁芯槽内放铜条,端部用短路环形成一体,或铸铝形成转子绕组。2、转子－－分笼型和杯型2伺服电机基本结构及原理第六章交流伺服电机的结构及控制原理105精选ppt(2)杯型转子薄壁园筒形，放于内外定子之间。一般壁厚为0.3mm杯型转子2伺服电机基本结构及原理第六章交流伺服电机的结构及控制原理106精选ppt

2.3转动原理2伺服电机基本结构及原理第六章交流伺服电机的结构及控制原理107精选ppt

为了分析方便，先假定励磁绕组有效匝数Uf与控制绕组有效匝数UC相等。这种在空间上互差900电角度，有效匝数又相等的两个绕组称为对称两相绕组。3.1伺服电机旋转磁场的产生电气原理图控制绕组励磁绕组3旋转磁场作用下的运行分析第六章交流伺服电机的结构及控制原理108精选ppt同时，又假定通入励磁绕组的电流Uf与通入控制绕组的电流UC相位上彼此相差900幅值彼此相等，这样的两个电流称为两相对称电流，用数学式表示为3.1旋转磁场的产生3旋转磁场作用下的运行分析第六章交流伺服电机的结构及控制原理109精选pptUC1UC2UF1UF2控制绕组励磁绕组当两相对称电流通入两相对称绕组时，在电机内就产生一个旋转磁场。当电流变化一个周期时，旋转磁场在空间转了一圈。3.1旋转磁场的产生第六章交流伺服电机的结构及控制原理110精选ppt3.2伺服电机旋转磁场的方向控制绕组励磁绕组第六章交流伺服电机的结构及控制原理111精选ppt控制绕组励磁绕组3.2伺服电机旋转磁场的方向第六章交流伺服电机的结构及控制原理112精选ppt3.3伺服电机旋转磁场的速度

旋转磁场的转速决定于定子绕组极对数和电源的频率。图所表示的是一台两极的电机，即极对数P＝1。对两极电机而言，电流每变化一个周期，磁场旋转一圈，因而当电源频率f＝400Hs，即每秒变化400个周期时，磁场每秒应当转400圈，故对两极电机，即P＝1而言，旋转磁场转速为

n0=24000r／min旋转磁场转速为的一般表达式为第六章交流伺服电机的结构及控制原理113精选ppt4.伺服电机的机械特性及控制方式4.1

伺服电机的机械特性第六章交流伺服电机的结构及控制原理114精选ppt

对于伺服电动机，还有一条很重要的机械特性，这就是零信号时的机械特性，所谓零信号，就是控制电压UC＝0，这时磁场是脉振磁场，它可以分解为幅值相等、转向相反的两个圆形旋转磁场，其作用可以想象为有两对相同大小的磁铁N—S和N—S在空间以相反方向旋转。4.2零信号时的机械特性和无“自转”现象第六章交流伺服电机的结构及控制原理115精选ppt4.2零信号时的机械特性和无“自转”现象TS正S反012021T正T反T合第六章交流伺服电机的结构及控制原理116精选ppt4.2零信号时的机械特性和无“自转”现象转子电阻小转子电阻大第六章交流伺服电机的结构及控制原理117精选pptn.s当电阻已增大到使临界转差率＞1的程度时，合成转矩曲线与横轴相交仅有一点(S＝1处)，而且在电机运行范围内，合成转矩均为负值，即为制动转矩。因而当控制电压UC取消变为单相运行时，电机就立刻产生制动转矩，与负载阻转矩一起促使电机迅速停转，这样就不会产生自转现象。4.2零信号时的机械特性和无“自转”现象第六章交流伺服电机的结构及控制原理118精选ppt4.3伺服电机控制方式及特性

设电机的负载阻转矩为TL，控制电压0.25UC时,电机在特性点A运行，转速为na，这时电机产生的转矩与负载阻转矩相平衡。当控制电压升高到0.5UC时，电机产生的转矩就随之增加C，由于电机的转子及其负载存在着惯性，转速不能瞬时改变，因此电机就要瞬时地在特性点C运行，这时电机产生的转矩大于负载阻转矩，电机就加速，一直增加到nb，电机就在B点运行。伺服电动机的机械特性ABC结论：改变控制电压的大小，就实现了转速的控制第六章交流伺服电机的结构及控制原理119精选ppt5

伺服电机编码器编码器部分

安装在电机后端，其转盘（光栅）与电机同轴。5.1伺服电机编码器结构编码器第六章交