第次课2学时ppt课件

1、第六章第六章 控制电机控制电机 第第10次课次课 上次课内容：上次课内容：1、三相异步电动机电源反接制动、倒拉制动、能耗制动原理、三相异步电动机电源反接制动、倒拉制动、能耗制动原理、特性及应用。特性及应用。2、单相异步电动机脉动磁场及其分解。、单相异步电动机脉动磁场及其分解。3、电容分相式单相异步电动机启动原理，实现正反转的电路。、电容分相式单相异步电动机启动原理，实现正反转的电路。4、同步电动机的工作原理、特点及应用，异步启动法。、同步电动机的工作原理、特点及应用，异步启动法。第六章第六章 控制电机控制电机 控制电机：用于自动控制、自动调节、远距离测量、随动系统控制电机：用于自动控制、自动调

2、节、远距离测量、随动系统以及计算机装置中的微特电机。它是构成开环控制、闭环控制、以及计算机装置中的微特电机。它是构成开环控制、闭环控制、同步连接等系统的基础元件，为小功率电机，用来完成控制信同步连接等系统的基础元件，为小功率电机，用来完成控制信号的传递和变换。号的传递和变换。 6.1 交流伺服电动机交流伺服电动机伺服电动机伺服电动机执行电动机执行电动机执行元件，有交流和直执行元件，有交流和直流两种，可控，将电信号流两种，可控，将电信号轴转角或转速，带动控轴转角或转速，带动控制对象。制对象。 改变转速和转向：改变控制改变转速和转向：改变控制电压大小和相位即可，有控电压大小和相位即可，有控制信号就

3、转动，无控制信号制信号就转动，无控制信号则停止。则停止。 特点：调速范围广；转子的惯性特点：调速范围广；转子的惯性小，启动、停转迅速；控制功率小，启动、停转迅速；控制功率小，过载能力强，可靠性好。小，过载能力强，可靠性好。 6.1.1 两相交流伺服电动机的结构两相交流伺服电动机的结构 与单相电容式异步电与单相电容式异步电动机类似。动机类似。 定子绕组：励磁绕组定子绕组：励磁绕组FW，控制绕组，控制绕组CW，相差相差90电角度，分别电角度，分别接在两个不同的交流电接在两个不同的交流电源源(频率相同频率相同)上上(图图6.1)。 转子：细长形，较转子：细长形，较小惯量小惯量 杯形转子，如图杯形转子

4、，如图6.2，铝合金或铜合金空铝合金或铜合金空心薄壁圆筒。心薄壁圆筒。 转子转子内放置固定内定子，内放置固定内定子，作用：减少磁阻。作用：减少磁阻。鼠笼转子鼠笼转子同三相同三相鼠笼式转子鼠笼式转子 交流伺服电动机的特点和应用范交流伺服电动机的特点和应用范围围(表表6.1) 6.1.2 基本工作原理基本工作原理 FW接交流电网，接交流电网，CW接控接控制电压，制电压，旋转磁场旋转磁场转转子感应电流子感应电流转矩转矩转子转子转动，转动，n060fp。 当相位改变当相位改变180，转向相，转向相反。反。 当当UC0，同单相异步电，同单相异步电动机，仍会动机，仍会“自转自转”失失控。控。 6.1.3

5、消除自转现象的措施消除自转现象的措施使转子导条具有较大电阻使转子导条具有较大电阻鼠笼导条用黄铜、青铜；杯形鼠笼导条用黄铜、青铜；杯形转子用转子用0.20.8mm薄壁。原薄壁。原因如下：因如下： 使异步电动机转子电阻使异步电动机转子电阻r2增增大到机械特性曲线的大到机械特性曲线的sm1(图图6.3)。 图图6.4 曲线曲线1 UC 0曲线曲线T为为T+ 和和T-的合的合成曲线，即单相供电成曲线，即单相供电时的转矩曲线。时的转矩曲线。T+和和T- UC0时，时， 脉动磁场分解为正、脉动磁场分解为正、反两个旋转磁场对应反两个旋转磁场对应产生的转矩曲线。产生的转矩曲线。T和和n反向，总是制反向，总是制

6、动转矩。动转矩。转子停止转子停止迅速，比迅速，比UC和和Uf同同时取消停止迅速得多。时取消停止迅速得多。 6.1.4 特性和应用特性和应用 控制特性控制特性控制方法：幅值控制；相位控制方法：幅值控制；相位控制；幅值控制；幅值-相位控制。幅值相位控制。幅值控制应用最多。控制应用最多。 图图6.5 为幅值控制接线图，为幅值控制接线图，当负载转矩一定时，不同的当负载转矩一定时，不同的控制电压对应着不同的转速。控制电压对应着不同的转速。 图图6.6 为不同控制电压下的为不同控制电压下的特性曲线。特性曲线。 不同控制电压下的不同控制电压下的T-n曲线曲线为什么是图为什么是图6.6的样子呢？的样子呢？从图

7、从图6.5接线图可以看出：接线图可以看出：电流：电流：if=Ifcostic=Iccos(t-90)i c 落 后 于落 后 于if90fB1fB2fBcB1cB2cB当当t=0时，时，fB最大最大CF1fB2fB当当t=90时，时，cB最大最大2cB1cB但当但当t=0时，应当把时，应当把1cB和和2cB向后退向后退90CF1fB2fB2cB1cB 当当Bc=Bf (即即Uc=Uf)时时022cfBB(同方向旋转可以合成同方向旋转可以合成)11fcBBB(同方向旋转可以合成同方向旋转可以合成)B为旋转磁场为旋转磁场T-s曲线曲线1 当当Bc=0 (即即Uc=0)时时1cB、2cB都为都为0B

8、为为1fB和和2fB合成的脉动磁场合成的脉动磁场BT-s曲线曲线2CF1fB2fB2cB1cB 当当0BcBf (即即0Uc1，当，当 UC 0时，使时，使 T和和n反向，总是制动转矩。反向，总是制动转矩。2. 简答：测速发电机的作用是什么？简答：测速发电机的作用是什么？答：测速发电机的作用是将转速变为电压信号。发电机的输出电答：测速发电机的作用是将转速变为电压信号。发电机的输出电压与转速成正比，所以可以用来测量转速并在控制系统中作速度压与转速成正比，所以可以用来测量转速并在控制系统中作速度反馈。反馈。3. 若直流伺服电动机励磁电压一定，当电枢控制电压若直流伺服电动机励磁电压一定，当电枢控制电

9、压Uc=100V时，理想空载转速时，理想空载转速n0=3000r/min；当；当Uc=50V时，时，n0等于多少？等于多少？答：答：min/150050,1003000000rnKenKeKeUnC解这两个方程得，代入已知数据得：因为4. 有一台直流伺服电动机，当电枢控制电压有一台直流伺服电动机，当电枢控制电压Uc110V时，电枢时，电枢电流电流Ia10.05A，转速，转速n1=3000r/min，加负载后，电枢电流，加负载后，电枢电流Ia21A，转速，转速n2=1500r/min。试作出其机械特性。试作出其机械特性n=f(T)。答：答：aCaCRIUnKeIKeRKeUn)(，所以因为：RK

10、eRKe1110)(150005. 0110)(3000代入已知条件得：1500R11041.56R解以上两方程得：Kemin)/(307941.561101101500R1101500UC0rKeUnC)(341. 01150011055. 955. 9222mNRIKIKTaeat5. 回答：根据下图说明异步测速发电机工作原理。回答：根据下图说明异步测速发电机工作原理。答：转子不转时，定子答：转子不转时，定子FW产生的交产生的交变磁通变磁通f 使使 转子中产生感应电动势、转子中产生感应电动势、涡流和磁通，阻碍涡流和磁通，阻碍f 的变化，二者的变化，二者合成合成1 ，轴线仍和，轴线仍和f 一致，与一致，与CW轴线垂直，不会在轴线垂直，不会在CW中产生感应电中产生感应电动势，即动势，即U0 0。 当转子以当转子以n顺时针旋顺时针旋转时，转子切割转时，转子切割1 ，产，产生生e2p 、i2p