机电传动控制之控制电机

1第一章概论（0.5h）第二章机电传动系统的动力学基础（1.5h）第三章直流电机（4h）第四章交流电机（6h）第五章控制电机（4h+2h）第六章继电器－接触器控制（6h+2h）第七章可编程序控制器（14h+8h）《机电传动控制》目录（48h）2

第五章控制电机5.1步进电机5.2直流伺服电动机5.3交流伺服电动机5.4力矩电动机5.5直线电动机3控制电机—将电信号转变成电机轴上的角位移或角速度，要求快速响应、精度高、可靠性高、无自转现象。用于自动控制、远距离测量、随动系统以及计算机装置中。分类：测量元件、放大元件、执行元件和校正元件。4典型闭环自动控制系统B电流反馈55.1步进电机一、结构和原理磁力线力图穿过磁阻最小的路径6二、通电方式三拍：单三拍A→B→C→A

、双三拍AB→BC→CA→AB六拍：A→AB→B→BC→C→CA→A步距角K—通电系数，三拍=1、六拍=2M—定子相数Z—转子齿数转速7三、步距角细分不细分时：Ⅰ点细分时:Ⅱ

点通过电流控制8四、步进电机的主要特性1、矩角特性2、启动惯频特性最大静转矩TSmax负载转矩必须≤最大静转矩的30~50%启动频率：空载时，转子从静止到不失步进入正常运行所允许的最高启动频率。电角度转子齿与定子齿错开1/4齿距9四、步进电机的主要特性3、运行频率特性4、矩频特性10四、步进电机的主要特性5、精度最大步距误差：电机旋转一周相邻两步之间实际步距和理想步距的最大差值。

最大累计误差：旋转一周内从任意位置开始经过任意步之后，角位移误差的最大值。五、步进电动机的应用电子钟表、工业机器手、包装机械、回转工作台、数控机床等需要控制和定位的场合。11125.2直流伺服电动机输出功率：1~600W一、电原理图13机械特性（调UC或Φ）调节特性电压与转速的关系（负载一定）无自转现象二、机械特性14三、特点及应用范围种类励磁方式特点适用范围普通电磁或永磁似普通直流电机，细长。一般系统无槽电枢电磁或永磁电枢绕组粘在光滑圆柱体表面快速、功率大印刷绕组永磁盘形薄板上印制绕组低速、正反转频繁空心杯电枢永磁绕组用环氧树脂浇注，置于内外定子间快速启停结构简图15空心杯转子16应用：导弹的飞行方向快速调节，高倍率光驱的随动控制，快速自动调焦，高灵敏的记录和检测设备，工业机器人等；玩具（玩具车，航模等）、美容按摩产品（洗脸刷，脸部按摩器等）、生活日用品（电动牙刷，洗头刷，直发器等）。175.3交流伺服电动机

特点1.调速范围宽广，能在调速范围内连续平滑调速。2.转子的惯性小，即能实现迅速启动、停车。3.输出功率小(100瓦以下)，过载能力强（最大转矩为额定转矩的三倍左右），可靠性好。应用

物料计量、横封装置、供送物流系统、数控机床等。18一、结构和原理无刷直流电动机（BDCM）定子电流为方波永磁同步电动机（PMSM）定子电流为正弦波19二、无刷直流电动机1、结构电子换相器与绕组的连接转子位置检测器安装位置相距120°电角度20二、无刷直流电动机2、转子位置检测器1）光电式2）电磁式3）接近开关式定子转子与电机转子同轴21二、无刷直流电动机3、无刷直流电动机的工作（换相）原理通过逆变器功率管按一定的规律导通、关断，使电动机定子电枢产生按60°电角度不断前进的磁势，带动电动机转子旋转来实现的。转子位置与换相的关系YABZXC162345定子磁场转子YABZXC定子磁场转子YABZXC定子磁场转子转子每转过60°电角度，就有一只晶体管换流，以使定子磁场(跳跃式旋转)与转子磁场（连续旋转）同步。扇区1#6#5#4#3#2#通电相序ACBCBAC导通管1，21，65，65，43，43，224而直流伺服电机Fa与Fr始终垂直，所以Tm是平稳的25三、正弦波永磁同步电动机为了使Fa与Fr始终垂直，并连续同步旋转，保证Tm平稳。旋转变压器或光电编码器用于数控机床、加工中心、工业机器人265.4力矩电动机一、结构（LY）1、定子2、电枢3、刷架扁平状：长度和径向之比为0.2左右5.1927

二、转矩大，转速低1.转矩大的原因2.转速低的原因28

三、特点和应用特点：堵转矩大而不损坏，精度高，反应速度快，线性度好。应用：数控机床、卫星天线、雷达天线的驱动等；电线电缆、纺织、金属加工、造纸等加工时的卷绕；焊接自动控制系统。295.5直线电动机

异步、直流和步进三种

一、结构5.20定子动子305.2131二、工作原理行波磁场同步线速5.2232三、特点及应用特点：1.无中间传动装置，系统简单、减小振动和噪音。2.响应快、加速和减速时间短，可快速启动和正反转。3.散热良好，额定值高，对启动的限制小。4.装配灵活。应用：吊车传动、金属传送带、冲压和锻压机床、悬挂式车辆传动、工件传送系统、高速切削机床（100m/min）、电动门、电动窗帘的开闭、电磁炮、弹射器及高速电