电机种类及其在自动控制系统中的应用ppt课件

电动机的类型及其在自动控制系统中的应用，1，2，和，和，和，和，电磁DC电动机，永磁DC电动机，和，无刷DC电动机，和，和，和，和，和，和，和分励DC电机、复合励磁DC电机、电机类型、1、按工作电源类型划分、3、电机、DC电机、同步电机、异步电机、磁滞同步电机、永磁同步电机、磁阻同步电机、感应电机、交流换向器电机、三相异步电机、单相异步电机、罩极异步电机、2、按结构和工作原理划分、排斥电机、单相串联励磁电机、交流/DC两用电机、4、电机、电容起动单相异步电机、电容起动单相异步电机分相单相异步电动机、电动机、驱动电动机、控制电动机、电动工具用电动机、家用电器用电动机、一般小型机械设备用电动机、步进电动机、伺服电动机、3。 启动和运行模式的划分，5。按目的划分，4。按转子结构划分，电机，鼠笼异步电机，绕线异步电机，5。电机、低速电机、高速电机、恒速电机、调速电机、齿轮减速电机、电磁减速电机、转矩电机、爪极同步电机、步进恒速电机、无级恒速电机、步进变速电机、无级变速电机、电磁变速电机、DC变速电机、脉宽调制变频变速电机、开关磁阻变速电机、6、按运行速度划分、6、鼠笼异步电机、绕线异步电机、7、电机在自动控制系统中的应用，电机主要用作控制系统中的执行元件。电机广泛用于自动控制系统，并用于大多数自动控制系统。8，控制电机概述，控制电机的用途和类别控制电机是系统的基本组件，包括开环控制、闭环控制、同步耦合和机电模拟计算设备。它们广泛应用于各个部门，如化工、炼油、钢铁、造船、原子能反应堆、数控机床、自动仪器仪表、电影、电视、电子计算机外围设备等民用设备，或雷达天线自动定位、飞机自动驾驶仪、导航仪、激光和红外技术、导弹和火箭制导、自动火炮发射控制、船舶方向盘和方向盘控制等军事设备。这些系统可以处理各种物理量，包括线性位移、角位移、速度、加速度、温度、湿度、流速、压力、液位、比重、浓度、硬度等。现在将以自动控制系统的一个重要分支伺服系统为例解释控制电机的类型和用途，该系统根据预定要求控制物体的位置。图1是两个伺服系统的示意框图。图1(a)示出了通常用于经济型数控机床的步进电机的开环伺服系统。计算机数控装置发出位移指令脉冲，驱动电路放大该脉冲，驱动步进电机根据指令脉冲旋转，驱动工作台按要求移动。图1 (a)和1 (10)示出了用于高级数控机床的全闭环位置伺服控制系统。该系统配备有数控设备加工所需的位移指令值。机床工作台上安装有用于实际位置检测的线性位置传感器，伺服电机轴上也安装有用于实际速度检测的速度传感器。系统的位置比较电路需要计算位置指令值与实际位置反馈值之间的偏差，并根据偏差计算所需速度，将所需速度与实际速度检测值进行比较，利用一系列综合计算结果通过伺服驱动器推动伺服电机实时旋转，实现工作台的精确运动。在和11有许多类型的控制电机。如果按电流分类，它们可以分为DC和交流电。根据用途分类，DC控制电机可分为DC伺服电机、DC测速电机和DC力矩电机等。交流控制电机可分为交流伺服电机、交流测速发电机、步进电机、微型同步电机等。虽然各种控制电机的用途和功能不同，但基本上可分为两类：信号元件和功率元件。两个伺服系统的示意框图，12和1 步进电机开环伺服系统；全闭环位置伺服控制系统，13，1。控制电机(1)交流和DC测速发电机作为信号元件。测速发电机的输出电压与转速成正比。它主要用于系统中的转速检测或速度反馈，也可用作微分和积分计算元件。旋转变压器是一种电磁传感器，也称为同步旋转变压器。这是一个用于角度测量的小型交流电机。它用于测量旋转物体旋转轴的角位移和角速度，由定子和转子组成。定子绕组用作变压器的初级侧，并接收励磁电压。激励频率通常为400、3000和5000赫兹。转子绕组作为变压器的次级侧，通过电磁耦合获得感应电压。普通的旋转变压器被制成一对磁极，其输出电压是正弦、余弦或转子转角的其他函数。它主要用于坐标变换和三角运算，也可用作角度数据传输和相移元件。多极旋转变压器是在普通旋转变压器的基础上发展起来的一种部件，精度可达角秒。在高精度分辨装置和多通道系统中，用作分辨和检测元件或实现数模传输。交流和DC伺服电机功率部件的控制电机(1)。交流和DC伺服电机被用作系统中的致动器。它们的旋转速度和方向取决于控制电压的大小和极性(或相位)。机械特性接近线性，即转速随着扭矩的增加近似线性下降，高于普通电机的控制精度。使用时，电机通常在齿轮减速后驱动负载，因此也称为执行电机。交流和DC伺服电机功率部件的控制电机(1)。交流和DC伺服电机被用作系统中的致动器。它们的旋转速度和方向取决于控制电压的大小和极性(或相位)。机械特性接近线性，即转速随着扭矩的增加近似线性下降，高于普通电机的控制精度。使用时，电机通常在齿轮减速后驱动负载，因此也称为执行电机。(2)电动膨胀机。电动膨胀机可以使用较小的功率输入来控制较大的功率输出，并用作系统中的功率放大元件。施加到电动膨胀机的控制绕组的电压通常不高，励磁电流不大，但是输出电动势大，电流大，这就是功率放大。电动膨胀机的放大倍数可达1000-10000倍，也可用作自动调节系统中的调节元件。(3)步进电机。步进电机是一种机电元件，它将脉冲信号转换成相应的角位移或线性位移。它使用特殊的电源来提供脉冲信号电压。当电脉冲信号被输入时，它走得更远。输出角位移或线性位移与输入脉冲数成正比，而转速与脉冲频率成正比。步进电机在经济型数控系统中被广泛用作执行器。(4)微型同步电机。该微型同步电机具有转速恒定、结构简单、使用方便等特点，适用于自动控制系统和其他要求转速恒定的仪器。(5)磁滞电机。磁滞电机具有恒速的特点，也可以在异步状态下运行。主要用于驱动功率低、转速稳定、启动频繁的同步驱动装置。(6)单相串联励磁电机。单相串联励磁电机为交流/DC两用电机，采用交流电源电磁调速电机是采用电磁滑动离合器调速的异步电机。这种电机可在大范围内实现无级平滑调速，是最简单、最实用的交流无级调速设备，广泛应用于纺织、印染、造纸等轻工机械。控制电机的要求及其发展概况1。对控制电机的要求控制电机是在普通旋转电机的基础上发展起来的，其基本原理与普通旋转电机没有本质区别。然而，普通电动机的主要任务是完成能量转换，它们的要求主要集中在提高经济指标，如效率和性能，如启动和速度调节。控制电机的主要任务是完成控制信号的传输和转换。因此，现代控制系统的基本要求是高精度、高灵敏度和高可靠性。高精度意味着控制电机的实际特性和理想特性之间的差异应尽可能小。对于功率元件，它指的是其特性的线性和不敏感性。对于信号元件，主要指环境温度、电源频率和电源电压变化引起的静态误差、动态误差和漂移。这些特性直接影响整个系统的精度。高灵敏度意味着控制电机的输出应该能够快速跟上输入信号的变化，即对输入信号做出快速响应。目前，自动控制系统中的控制指令经常变化，有时变化非常快，因此控制电机，尤其是功率元件能否对输入信号做出快速响应，将严重影响整个系统的工作。快速响应的主要指标是灵敏度和机电时间常数。高可靠性意味着控制电机应对不同的使用环境具有广泛的适应性，并且能够在恶劣的环境中非常可靠地工作。目前，在自动化系统中，数字计算机通常用于控制，并且在其输出设备中，数字信号被转换成角位移或线性位移，即数模转换。步进电机的工作特性完全符合这一要求，因此发展迅速。为了实现模数转换，数字计算机输入设备