第11章-控-制-电-机综述课件

第11章控制电机11.1伺服电动机

11.2步进电动机

11.3控制电动机的选用11.1伺服电动机11.1.1交流伺服电动机

11.1.2直流伺服电动机

11.1.3应用举例11.1.1交流伺服电动机1.基本结构交流伺服电动机实质上是一个两相异步电动机。

2.工作原理交流伺服电动机的电气原理图如图11-6所示，1是控制绕组，2是励磁绕组，3是笼型转子。

3.交流伺服电动机特性交流伺服电动机的输出功率一般是0.1～100W。1.基本结构交流伺服电动机实质上是一个两相异步电动机。图11-1两相绕组分布图1.基本结构交流伺服电动机实质上是一个两相异步电动机。图11-2笼型转子交流伺服电动机1.基本结构交流伺服电动机实质上是一个两相异步电动机。图11-3笼型转子导体1.基本结构交流伺服电动机实质上是一个两相异步电动机。图11-4转子铁心冲片1.基本结构交流伺服电动机实质上是一个两相异步电动机。图11-5非磁性杯形转子交流伺服

电动机结构示意图

1—外定子2—内定子3—定子绕组

4—杯型转子5—转轴1.基本结构交流伺服电动机实质上是一个两相异步电动机。图11-6交流伺服电动机电气原理图2.工作原理交流伺服电动机的电气原理图如图11-6所示，1是控制绕组，2是励磁绕组，3是笼型转子。图11-7两相对称电流2.工作原理交流伺服电动机的电气原理图如图11-6所示，1是控制绕组，2是励磁绕组，3是笼型转子。图11-8两相绕组产生的圆形旋转磁场

2.工作原理交流伺服电动机的电气原理图如图11-6所示，1是控制绕组，2是励磁绕组，3是笼型转子。图11-9圆形磁场

a)磁通波形b)合成磁通2.工作原理交流伺服电动机的电气原理图如图11-6所示，1是控制绕组，2是励磁绕组，3是笼型转子。图11-10交流伺服电动

机的n＝f(T)曲线2.工作原理交流伺服电动机的电气原理图如图11-6所示，1是控制绕组，2是励磁绕组，3是笼型转子。图11-11椭圆形旋转磁场2.工作原理交流伺服电动机的电气原理图如图11-6所示，1是控制绕组，2是励磁绕组，3是笼型转子。图11-12椭圆磁场的分解3.交流伺服电动机特性交流伺服电动机的输出功率一般是0.1～100W。图11-13交流伺服电动机

T-s曲线11.1.2直流伺服电动机1.基本结构直流伺服电动机按控制方式可分为电枢控制和磁极控制两种。

2.工作原理图11-18是直流伺服电动机的原理图。

3.直流伺服电动机的特性1.基本结构直流伺服电动机按控制方式可分为电枢控制和磁极控制两种。图11-14直流伺服电动机外形图

1—机壳2—端盖3—电枢绕组出线端

4—励磁绕组出线端5—转轴1.基本结构直流伺服电动机按控制方式可分为电枢控制和磁极控制两种。图11-15直流伺服电动机剖面图

a)他励式b)永磁式

1—磁极2—励磁绕组3—电枢绕组4—机壳5—电枢铁心6—转轴1.基本结构直流伺服电动机按控制方式可分为电枢控制和磁极控制两种。图11-16电枢与端盖示意图

a)电枢b)端盖

1—轴2—电枢铁心3—槽4—换向器5—电刷6—端盖1.基本结构直流伺服电动机按控制方式可分为电枢控制和磁极控制两种。图11-17电枢铁心冲片2.工作原理图11-18是直流伺服电动机的原理图。图11-18直流伺服电动机原理图3.直流伺服电动机的特性图11-19直流伺服电动机的机械特性3.直流伺服电动机的特性图11-20直流伺服电动机的调节特性11.1.3应用举例1.自动平衡电子电位差计图11-21是交流伺服电动机在电子自动平衡电位差计原理。

2.电火花加工装置图11-22是直流伺服电动机用于电火花加工装置中以维持最佳火花间隙的电路示意图。1.自动平衡电子电位差计图11-21是交流伺服电动机在电子自动平衡电位差计原理。图11-21电子自动平衡电位差计原理2.电火花加工装置图11-22是直流伺服电动机用于电火花加工装置中以维持最佳火花间隙的电路示意图。图11-22电火花加工装置原理示意图11.2步进电动机11.2.1步进电动机的结构

11.2.2步进电动机的工作原理

11.2.3步进电动机应用实例11.2.1步进电动机的结构图11-23三相反应式步进电动机

结构示意图11.2.2步进电动机的工作原理1.三相单三拍控制“三相”指三相步进电动机；“单”指每次只给一相绕组通电，“三拍”指通电三次完成一个通电循环。

2.三相单、双六拍控制这种控制方式中通电顺序按U→UV→V→VW→W→WU→U…进行，即一开始U相绕组通电，而后是U、V两相同时通电，然后是V相通电，接着是V、W两相同时通电…当U相单独通电时，转子将转到图11-24a所示的位置。

3.三相双三拍控制双三拍控制方式是每次有两相绕组同时通电，即按照UV→VW→WU→UV…顺序通电。1.三相单三拍控制“三相”指三相步进电动机；“单”指每次只给一相绕组通电，“三拍”指通电三次完成一个通电循环。图11-24三相单三拍控制时步进电动机工作原理图

a)U相通电b)V相通电c)W相通电2.三相单、双六拍控制这种控制方式中通电顺序按U→UV→V→VW→W→WU→U…进行，即一开始U相绕组通电。图11-25双三拍控制时步进电动机的工作原理

a)U和V相通电b)V和W相通电c)W和U相通电3.三相双三拍控制双三拍控制方式是每次有两相绕组同时通电，即按照UV→VW→WU→UV…顺序通电。图11-26步进电动机典型结构图11.2.3步进电动机应用实例1.石英手表中的步进电动机第三代石英电子手表是用石英振荡器、CMOS电路和特微型步进电动机(体积大约为2mm2×5mm或2mm2×3mm)来代替传统机械手表的发条、游丝和擒纵机构等高精度零部件。

2.数控机床中的步进电动机图11-28是利用步进电动机和电子数字控制机床工作台进退刀的驱动系统示意图。1.石英手表中的步进电动机图11-27石英手表结构框图2.数控机床中的步进电动机图11-28机床工作台驱动示意图11.3控制电动机的选用1.交流伺服电动机的特点

2.直流伺服电动机的特点

3.步进电动机的特点1.交流伺服电动机的特点1)结构简单、运行可靠，维护简便。

2)转动惯量小，无电刷和换向器，从而避免了由此带来的缺点。

2.直流伺服电动机的特点1)与交流伺服电动机比较，直流伺服电动机体积小，重量轻，效率高，多用于大功率系统中。

2)电枢控制时的机械特性与调节特性均为线性。

3)起动转矩大，调速范围广，从每分钟数十转到数千转。

3.步进电动机的特点1)步进电动机的步数和转速与输入脉冲频率之间有严格的正比关系，负载变化和电压波动及其他干扰均不会改变这种正比关系。

2)调速范围宽，控制性能好，起动、停止反应迅速。

3)无长期积累误差，转子每转一圈以后，其积累误差等于零。

表11-1笼型交流伺服电动机主要技术数据表3.步进电动机的特点表11-1笼型交流伺服电动机主要技术数据表3.步进电动机的特点表11-2反应式步进电动机技术数据表3.步进电动机的特点4.伺服电动机的技术数