第6章控制电机课件

电机与拖动,1,第6章控制电机,大连理工大学电气工程系,2,第6章控制电机,6.1伺服电动机,6.3测速发电机,6.2步进电动机,下一章,上一章,返回主页,6.4自整角机,6.6感应同步器,6.5旋转变压器,大连理工大学电气工程系,3,6.1伺服电动机,伺服驱动系统：以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。一、交流伺服电动机1.两相交流伺服电动机的基本结构定子转子励磁绕组：接交流电源。控制绕组：接大小相位可变的同频交流控制信号。转子结构有两种：笼型转子、杯形转子。,大连理工大学电气工程系,4,交流伺服电动机,更多图片,大连理工大学电气工程系,5,励磁绕组f与控制绕组c在空间上相互垂直两绕组电流存在相位差当uc=0时：只有脉振磁场，Te=0，转子静止。当uc0时：合成旋转磁场，Te0，转子转动。自制动：控制信号消失时，电机自动立即停止。条件：增大转子电阻,励磁绕组,控制绕组,交流伺服电动机原理图,2.两相交流伺服电动机的工作原理,大连理工大学电气工程系,6,单相电动机的T=f(s)曲线,两相伺服电动机单相运行时的T=f(s)曲线,结论：两相交流伺服电动机功率较小，在100W以下。多用于自动化记录仪表的伺服机构中。,T=f(s)曲线,大连理工大学电气工程系,7,3.两相交流伺服电动机的控制方式运行中转速随控制电压变化。控制方式幅值控制：保持两相电压相位差为90，调节控制电压的幅值；(2)相位控制：保持控制电压幅值不变，调节其相位；(3)幅相控制：同时调节控制电压幅值和相位。,基本结构与交流伺服电动机相同。工作原理与交流伺服电动机相同。励磁方式：永磁式、电磁式。,二、直流伺服电动机,大连理工大学电气工程系,8,气隙磁通；Ra电枢绕组电阻；Te电磁转矩；CE，CT电动机电动势常数和转矩常数；,控制方式：电枢控制方式、磁场控制方式。电枢控制接线图：机械特性方程：,大连理工大学电气工程系,9,机械特性曲线：,大连理工大学电气工程系,10,直流伺服电动机,更多图片,大连理工大学电气工程系,11,6.2步进电动机,类型：反应式、永磁式、永磁感应子式。一、基本工作原理以三相反应式步进电动机为例。,步进电动机（又称脉冲电动机）：用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电动机。,大连理工大学电气工程系,12,步进电动机,更多图片,大连理工大学电气工程系,13,(b)V相通电,(a)U相通电,(c)W相通电,1.三相单拍运行时反应式步进电动机,每一拍转子转过的角度称步距角。按UVWU顺序通电：逆时针转；按UWVU顺序通电：顺时针转。,大连理工大学电气工程系,14,b)UV相通电,a)U相通电,c)V相通电,2.三相六拍运行方式,步距角为三相单三拍运行方式的一半。按UUVVVWWWUU顺序通电。,15,大连理工大学电气工程系,15,二、反应式步进电动机1.三相反应式步进电动机结构,大连理工大学电气工程系,16,2.三相反应式步进电动机定、转子展开,大连理工大学电气工程系,17,=Nib(机械角度)，可对角度实现精确控制。结论：步进电动机既能控制速度，又能精确定位。,大连理工大学电气工程系,18,【例6-1】一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍运行方式，转子齿数Zr=40，脉冲电源频率为800Hz。(1)写出一个循环的通电顺序；(2)求电动机的步距角b；(3)求电动机的转速n；(4)求电动机每秒钟转过的机械角度。,解：(1)因为采用三相六拍运行方式，通电顺序为：UUVVVWWWU或UUWWWVVVU(2)三相六拍运行方式时，N=6，故,(3)电动机的转速为,大连理工大学电气工程系,19,(4)每秒钟转过的机械角度为=Nib=8001.5=1200,大连理工大学电气工程系,20,6.3测速发电机,1.直流测速发电机工作原理U=ERaIa=RLIaE=CEn,测速发电机：把转速信号转换成电压信号的测量元件。,一、直流测速发电机,得：,分类：他励式、永磁式。,大连理工大学电气工程系,21,2.直流测速发电机的误差分析测速发电机输出特性曲线：线性误差产生原因：环境温度的变化；电枢反应磁场对主磁场有去磁作用；换向器接触电阻随负载电流而变化。改善措施：励磁回路中串联温度系数较低的电阻；增大负载电阻，转速合理；使磁路饱和。,RL1RL1,大连理工大学电气工程系,22,二、交流测速发电机结构同于两相交流伺服电动机接线原理E2=4.44N2kW2fqErqdndIrq故E2qIrqErqdn输出电压：U2E2=Cn,比例常数,大连理工大学电气工程系,23,测速发电机,更多图片,大连理工大学电气工程系,24,6.4自整角机,自整角机：能对角位移或角速度的偏差自动整步的一种控制电机。自整角机成对使用：发送机接收机失调角：发送机转角与接收机转角之差。,分类力矩式：输出力矩不大。用于角度知识系统中带动仪表的指针指示角度。控制式：输出与失调角有关的电压，使伺服机转动。,大连理工大学电气工程系,25,自整角机,更多图片,大连理工大学电气工程系,26,一、自整角机的结构,大连理工大学电气工程系,27,1.接线方式2.工作原理F与J的转子接单相交流电脉振。(1)初始状态=0定子电流为零，Te=0，转子静止。(2)发送机转过角电动势不等，产生定子电流Te，转子同方向旋转角。,二、力矩式自整角机的工作原理,大连理工大学电气工程系,28,三、控制式自整角机,输出信号,输出电压：U2=Umsin,大连理工大学电气工程系,29,舵角指示装置,舵角指示器,大连理工大学电气工程系,30,火炮跟踪系统,直流伺服机,直流测速机,减速器,大连理工大学电气工程系,31,6.5旋转变压器,旋转变压器：能转的变压器，精密的控制电机。分类用途不同：计算用、数据用。电机极对数：单极对、多极对有无滑动接触：接触式、无接触式,有限转角无限转角,EAcosEBsin,大连理工大学电气工程系,32,旋转变压器,更多图片,大连理工大学电气工程系,33,旋转变压器的接线图,结论：,旋转变压器主要用于机电式解算装置和精密机械测角。,大连理工大学电气工程系,34,6.6感应同步器,感应同步器：将角位移或直线位移转换为电压信号的测量元件，又称平面变压器。特点：极对数多，结构简单，寿命长。分类(1)圆盘式定子转子,大连理工大学电气工程系,35,感应同步器,更多图片,大连理工大学电气工程系,36,(2)直线式定尺滑尺。,大连理工大学电气工程系,37,工作原理,x=0,x=0.