机电传动控制2控制电动机ppt课件

1、第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-81控制电机的主要作用不是进展能量转换，控制电机的主要作用不是进展能量转换，而是用来完成信息的传送和变换。而是用来完成信息的传送和变换。控制电机的主要特点：控制电机的主要特点：l 具有良好的可控性具有良好的可控性l 具有快速的呼应才干具有快速的呼应才干l 准确度要高，误差要小准确度要高，误差要小控制电机在自动控制系统中的职能可分为丈量元件、放大元件、控制电机在自动控制系统中的职能可分为丈量元件、放大元件、执行元件和校正元件四类。执行元件和校正元件四类。控制电机与功率电动机的区别：控制电机与功率电动机的区别：第六章

2、 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-82伺服电动机执行元件伺服电动机执行元件执行电动机，其功能是将执行电动机，其功能是将电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。直流伺服电动机直流伺服电动机交流伺服电动机交流伺服电动机其最大特点是可控其最大特点是可控 由控制信号来控制伺服电动机的启动和停顿；由控制信号来控制伺服电动机的启动和停顿； 改动控制电压的大小和相位即可改动伺服电动机的转速和转向。改动控制电压的大小和相位即可改动伺服电动机的转速和转向。第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工

3、程系2022-5-836.1 交流伺服电动机交流伺服电动机交流伺服电动机的接线图交流伺服电动机的接线图定子上装有两个在空间相差定子上装有两个在空间相差90度的绕度的绕组组:励磁绕组励磁绕组WF和控制绕组和控制绕组WC。这两套绕组分别由两个不同的交流电这两套绕组分别由两个不同的交流电源供电。源供电。定子：定子：6.1.1 两相交流伺服电动机的构造两相交流伺服电动机的构造交流伺服电动机本质上是一个两相异步电动机。交流伺服电动机本质上是一个两相异步电动机。 运转时，励磁绕组一直加上一运转时，励磁绕组一直加上一定的交流励磁电压定的交流励磁电压Uf，控制绕组那，控制绕组那么么加上控制信号电压加上控制信号

4、电压Uc。第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-84 杯型转子伺服电动机构造图杯型转子伺服电动机构造图(1)鼠笼型转子交流伺服电鼠笼型转子交流伺服电动机的构造与普通笼型异步动机的构造与普通笼型异步电动机一样；多运用于小功电动机一样；多运用于小功率自动控制系统中。率自动控制系统中。(2)空心杯型转子交流伺服空心杯型转子交流伺服电动机的构造如右图所示。电动机的构造如右图所示。多用于要求低速运转平滑的多用于要求低速运转平滑的系统中。系统中。转子：分为鼠笼型和杯型两种。转子：分为鼠笼型和杯型两种。6.1.1 两相交流伺服电动机的构造两相交流伺服电动机的构造第

5、六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-856.1.2 根本任务原理根本任务原理交流伺服电动机的任务原理与电容分相式单相异步电动机类似。交流伺服电动机的任务原理与电容分相式单相异步电动机类似。交流伺服电动机接线交流伺服电动机接线伺服电动机在控制信号消逝后伺服电动机在控制信号消逝后仍继续旋转的失控景象称为仍继续旋转的失控景象称为“自转。自转。“自转的缘由是什么？自转的缘由是什么？怎样样消除怎样样消除“自转这种失控现自转这种失控现象呢？象呢？第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-866.1.3 消除自转景象的措施消

6、除自转景象的措施对应于不同转子电阻对应于不同转子电阻r2的的n=f(T)曲线曲线Uc=0时交流伺服电动机的时交流伺服电动机的n=f(T)曲线曲线第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-87Uc=0时交流伺服电动机的时交流伺服电动机的n=f(T)曲线曲线 增大转子电阻增大转子电阻r2，可使单相供，可使单相供电时合成电磁转矩在第二和第四象电时合成电磁转矩在第二和第四象限，成为制动转矩，不仅可以消除限，成为制动转矩，不仅可以消除“自转景象，还可以扩展交流伺自转景象，还可以扩展交流伺服电动机的稳定运转范围。但转子服电动机的稳定运转范围。但转子电阻过大，会降低起

7、动转矩，从而电阻过大，会降低起动转矩，从而影响快速呼应性能。影响快速呼应性能。 消除消除“自转景象的措施自转景象的措施第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-886.1.4 交流伺服电动机的特性与运用交流伺服电动机的特性与运用交流伺服电动机的控制方法有三种：交流伺服电动机的控制方法有三种： 幅值控制、相位控制、幅值幅值控制、相位控制、幅值- -相位控制。相位控制。幅值控制电路原理图幅值控制电路原理图不同控制电压下的机械特性不同控制电压下的机械特性第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-89 经过改动经过改动R的

8、大小，即改动控制的大小，即改动控制电压电压Uc的大小；在一定负载转矩下，的大小；在一定负载转矩下，控制电压越高，转差率越小，电动机控制电压越高，转差率越小，电动机的转速就越高；的转速就越高； 维持维持Uf与与Uc相位差为相位差为90度，利度，利用改动控制电压幅值大小来改动转速用改动控制电压幅值大小来改动转速的方法，称为幅值控制方法。的方法，称为幅值控制方法。 本质都是利用改动正、反向旋转本质都是利用改动正、反向旋转磁势的大小，以改动磁势的大小，以改动T+和和T-的大小，的大小，借此改动合成转矩的大小来到达改动借此改动合成转矩的大小来到达改动电动机运转速度的目的。电动机运转速度的目的。不同控制电

9、压下的机械特性不同控制电压下的机械特性第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-810运用举例运用举例 利用控制电压利用控制电压Uc的有无来进展启动、停顿控制；的有无来进展启动、停顿控制； 利用改动电压的幅值或相位大小来调理转速的高低；利用改动电压的幅值或相位大小来调理转速的高低； 利用改动利用改动Uc的极性来改动电动机转向。的极性来改动电动机转向。交流伺服电动机典型运用方框图交流伺服电动机典型运用方框图 交流伺服电动机构造简单、运转可靠、维护方便、转动交流伺服电动机构造简单、运转可靠、维护方便、转动惯量小，它广泛运用于功率较小的控制系统中。惯量小，它广

10、泛运用于功率较小的控制系统中。第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-811交流伺服电机第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-812第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-8136.2 直流伺服电动机直流伺服电动机 直流伺服电动机能将直流信号电压转换成转轴上的角位直流伺服电动机能将直流信号电压转换成转轴上的角位移或角速度，以完成一定的控制义务。移或角速度，以完成一定的控制义务。直流伺服电动机电枢控制线路图直流伺服电动机电枢控制线路图控制方式控制方式电枢控制电枢控制磁场

11、控制磁场控制电磁式电磁式永磁式永磁式主要类型主要类型第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-814直流伺服电动机机械特性曲线直流伺服电动机机械特性曲线 可见，在一定负载转矩下，可见，在一定负载转矩下，当磁通不变时，假设降低电枢电当磁通不变时，假设降低电枢电压压Uc，电动机的转速就会下降，电动机的转速就会下降，当当Uc=0时，电动机立刻停顿，无时，电动机立刻停顿，无自转景象。自转景象。直流伺服电动机的机械特性公式与他励直流电动机机械直流伺服电动机的机械特性公式与他励直流电动机机械特性公式一样，即特性公式一样，即第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉

12、林大学珠海学院机电工程系2022-5-815直流伺服电动机第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-8166.3 力矩电动机力矩电动机一种能和负载直接衔接，可一种能和负载直接衔接，可以长期处于启动堵转形状下任务的低转速、以长期处于启动堵转形状下任务的低转速、大转矩的执行电机。它可分为交流和直流。大转矩的执行电机。它可分为交流和直流。永磁式直流力矩电动机的构造特点永磁式直流力矩电动机的构造特点: :扁扁平状；主要采用永磁式电枢控制方式。平状；主要采用永磁式电枢控制方式。直流力矩电动机的运用直流力矩电动机的运用: 卫星天线驱动卫星天线驱动; 雷达天线驱动雷达

13、天线驱动; 数控机床驱动数控机床驱动; X-Y纪录仪传动。纪录仪传动。 第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-817力矩电动机第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-8186.4 小功率同步电动机小功率同步电动机小功率同步电动机为延小功率同步电动机为延续运转的同步电动机，用于传动及执行元件。续运转的同步电动机，用于传动及执行元件。小功率同步电动机的构造：小功率同步电动机的构造：定子与异步电动机根本一样，有三相或单相之分，转子有永磁式、定子与异步电动机根本一样，有三相或单相之分，转子有永磁式、磁阻式和磁滞式之分

14、。磁阻式和磁滞式之分。任务原理：与普通同步电动机根本一样。任务原理：与普通同步电动机根本一样。运用场所：运用场所：永磁式的可用于高速或低速的自动安装中；永磁式的可用于高速或低速的自动安装中；磁阻式电磁减速同步电动机常用于低速的场所；磁阻式电磁减速同步电动机常用于低速的场所；小功率同步电动机广泛运用于仪器、仪表及无线电设备中。小功率同步电动机广泛运用于仪器、仪表及无线电设备中。第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-8196.5 测速发电机测速发电机 测速发电机是一种将转速信号变换成电信号的元件，它的测速发电机是一种将转速信号变换成电信号的元件，它的输出

15、电压与转速成正比。它分交流和直流两大类。输出电压与转速成正比。它分交流和直流两大类。运用场所运用场所在自动控制系统和计算安装中运用甚广。在自动控制系统和计算安装中运用甚广。交流测速发电机主要是异步测速发电机，它的构造与交流伺服交流测速发电机主要是异步测速发电机，它的构造与交流伺服电动机根本一样，区别仅在于定子上有一个绕组是作为感应电电动机根本一样，区别仅在于定子上有一个绕组是作为感应电势的输出绕组；势的输出绕组；直流测速发电机构造和任务原理那么与普通直流发电机根本一直流测速发电机构造和任务原理那么与普通直流发电机根本一样。样。第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系

16、2022-5-8206.7 直线电动机直线电动机直线电动机是一种能直接将电能转换为直线运动的伺服直线电动机是一种能直接将电能转换为直线运动的伺服驱动部件。驱动部件。直线异步电动机直线异步电动机直线直流电动机直线直流电动机直线同步电动机直线同步电动机第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-821直线异步电动机的构造：直线异步电动机的构造：旋转和直线异步电动机的构造比较旋转和直线异步电动机的构造比较第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-822平板型直线异步电动机平板型直线异步电动机第六章 控制电机吉林大学珠海学院

17、机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-823直线异步电动机的任务原理直线异步电动机的任务原理滑差率滑差率第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-824阐明直线异步电动机的速度与电动机极距及电源频率成正比，阐明直线异步电动机的速度与电动机极距及电源频率成正比，因此，改动极距或电源频率都可以改动电动机的速度。因此，改动极距或电源频率都可以改动电动机的速度。 改动直线异步电动机初级绕组的通电相序，就可改动改动直线异步电动机初级绕组的通电相序，就可改动电动机运动的方向，使直线电动机作往复运动。电动机运动的方向，使直线电动机作往复运动。第六章 控制电机吉林大学珠海学院机电工程系吉林大学珠海学院机电工程系2022-5-825l 不需求中间传动机构，构造简单，减少了振动和噪声；不需求中间传动机构，构造简单，减少了振动和噪声；l 可实现快速起动和正反向运转；