《电工技术 第2版 教学课件 ppt 作者 高有华 袁宏 主编 第11章 控 制 电 机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工技术 第2版 教学课件 ppt 作者 高有华 袁宏 主编 第11章 控 制 电 机（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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0.1100W。,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
2、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
3、,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nf(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
4、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0.1100W。,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
5、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
6、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
7、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UUVVVWWWUU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UVVWWUUV顺序通电。,1.三
8、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UUVVVWWWUU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UVVWWUUV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
9、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2mm25mm或2mm23mm)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
10、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据,表11-2 反应式步进电动机技术数据表,5.控制电动机的选用,控制电动机作为执行元件广泛应用于军事、医疗、计算机、数控系统等多种领域。它的选用可根据实际情况首先考虑电动机功能能否满足要求，其次应综合考虑电源条件、价格及能耗、效率、维护条件等情况。上面列出了几种控制电动机的特点及技术数据，选用电动机时可作参考，此处不再赘述。,
