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1、第7章驱幼和控制徽电机本章主要介绍单相异步电机.微型同步电动机.伺服电动机C 测速电动机.自整角机.旋转变压器和步进电动机，除此之外,还 将介绍两种新型电机:直线电动机和开关磁阻电动机。7.1单相畀步电动机7.2直线电动机7.3微型同步电动机7.4伺服电动机7.5测速电动机7.6自懿角机7.7旋转变压器7.8步逬电动机7.9开关磁阻电动机主页口 录;上一页退出第7章驱幼和控制徽电机7.1单相异步电动机内容要点:i. 了解单相感应电动机的结构特点、优缺点及应用情况;2. 掌握单相感应电动机的工作原理，弄清单相感应电动 机知什么独有起动3. 重点掌握单相感应电动机的的起动方法与类型。、概述1、应用
2、情况广泛应用于家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、 空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。 并目录y上页览下页*后退詈退出厶优缺点 优点：结构简单，成本低廉，噪音小。缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大,功率因数及过载能力都较低。故单相感应电动机只能作成小容量:微型：几瓦750瓦； 小型：550瓦3700瓦。2、结构与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子 结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌有定子绕组。单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可,但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运 行的电动机没肴起动转矩O为使电动机能自行起动
3、和改善运行性能，除工作绕组（又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副绕组）。两个绕组在空间相距90。或一定的电角度。图7.1.1单相异步电动机结构主瓦;1目录上_页退出第7章驱幼和控制徽电机二、基本工作原理1、单相绕组通入单相交流电时的情况单相交流绕组通入单相交流电流将产生脉动磁势，一个脉动磁势可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的圆形 旋转磁势。分别用F+、F表示，建立起正转和反转磁场中+、A 这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而 形成正反向电磁转矩TenA Tem,叠加后即为推动转子转动的合成转矩Tem。第7章驱幼和控制徽电机主页口 录 J上一页退出
4、图7.1.2单相异步电动机的磁场和转矩n图7.1.3三相异步电动机的s(n) = /( Tm)曲线返回第7章驱幼和控制徽电机设电动机转速为n，则对正转磁场而言， 转差率s+为对反转磁场而言，转差率S-为单相异步电动机的T=f(s)曲线分析：1）前子静止时，n=O,S=l,合成转矩为0。单相感应电动机无 起动转矩，故单相异步电动机不能自行起动。三相异步电动机电源断一相，相当于一台单相异步电动 机，故不能起动。2）当sHl时，TH0,且T无固定方向，取决于s的正负。一旦 旋转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外 力方向旋转。二相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转。3）由于存在负
5、序转矩，使合成转矩减小，过载能力低，丁卩不 变，n下降一S上升一I?上升一I】上升一温升增加。7.1.2单相异步电动机的主要类型根据获得旋转磁场方式的不同,主要分为分相电动机和罩极 电动机_、分相起动电动机分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻 起动电动机1、电容起动电动机特点：i）起动绕组和电容按短时工作设计；ii）电容起分相和提高功率因数的作用。由于起动绕组和电容按短时工作设计，因此，当ii达75 ；0%ni时，离心开关自动打开。(b)相量U图7.1.5单相电容起动电动机第7章驱幼和控制徽电机2. 电容电动机电容电动机实质是一台两相异步电动机 起动绕组和电容 应按长期工作设计。
6、图7.1.6单相电容电动机特点:i）起动绕组和电容器按长期工作设计；ii）过载能力、功率因数和效率均较高；iii）容量能做到五十瓦至几千瓦；iv）应用比较广泛，如应用于压气机、空 调等。3 电阻起动电动机在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻小，电抗大; 起动绕组电阻大，电抗小。二罩极电动机1、结构特点:定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，工作绕组为 集中绕组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/31/4处开有一个小槽，放入罩极绕组（短路环），如下 图：第7章驱幼和控制徽电机(b)相量图(a)绕组接线图图7.1.7单相罩极电动机主瓦;1目录上_页退出第7章驱幼和控制徽电机2、工作原理 3在时间上
7、滞后0 1 一个角度甲，而两个绕组在空间也 相隔一个角度，产生旋转磁场，转向由未罩极部分转向罩 极曲分。由机转向也由耒蕈极部小转向蕈极敢分。3. 改变转向的方法:1）定子上绕制两套起动绕组；2）将定、转子反向安装。4、优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。5、应用：用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电 动模型和电唱机中。小结：1、单相异步电动机的结构特点、优缺点及应 用情况，单相异步电动机广泛应用于家电、医 疗器械、轻工设备中；2、单相感应电动机的工作原理，为什么没有起动转矩？3、单相感应电动机的的起动方法与类型1）分相起动电动机；2）罩极电动机。7.4伺服电动机分类:7.4.1直流
8、电动机1、直流伺服电动机;2、交流电动机一、直流伺服电机的结构分类：普通型直流伺服电机；盘型电枢直流伺服电动机;空心杯直流伺服电动机；无槽直流伺服电动机。图7 41盘型电枢直流伺服电机结构第7章驱幼和控制徽电机 7.4.2 牢心杯永碱盲流伺服由机结构图7.4.3无槽直流伺服电机结构定子第7章驱幼和控制徽电机二.直流伺服电动机的运行特性Un=1.机械特性定义:指在控制电压保持不变的情况下,直流伺服电 动机的转速n随转矩变化的关系。式中:当转矩为零时,电机转速仅与电枢电压有关,此时的转速 称为理想空载转速Un-rir.-J当转速为零时,电机转矩仅与电枢电压有关,此时的 转矩称为堵转转矩Td直流伺服
9、电动机的机械特性如下:图7.4.4电枢控制的直流伺服电机机械特性图7.4.5直流伺服电机调节特性2、调节特性定义：指负载转矩恒定时，电机转速与电枢电压的关系。直流伺服电动机的调节特性如上图所示。7. 4. 2交流伺服电动机、交流伺服电机的工作原理交流伺服电动机一般为两相交流电机，由定子和转子两部分组成。为励磁绕组,另一个为控制绕组。如下图所示:图7.4.6交流伺服电机 工作原理图 录!上一页转子有笼形和杯形两种。定子为两相绕组，并在空间相差90。电角度，一个方转现象及避免自转现象方法：“自转”现象:当励磁电压不为零,控制电压为零时,伺 服电动机相当于_台单相异步电动机,若转子电阻较小， 则电机
10、仍然旋转。避免自转现象方法：増大转子电阻值。二、交流伺服电机的控制方式交流伺服电机的控制方式有三种：幅值控制、相位控制和幅值一相位控制1、幅值控制控制电压和励磁电压保持相位差90。,只改变控制电压幅值，这种控制 方法称为幅值控制。2、相位控制控制电压和励磁电压幅值均为额定值，通过改变控制电压和励磁电压相位差，实现对伺服电动机的控制，这种控制方法称为相位控制。3、幅值相位控制通过改变控制电压的幅值及控制电压与励磁电压的相位差控制伺服电 机的转速，这种控制方法称为幅值一相位控制。7.5测速发电机分类：直流测速发电机和交流伺服电动机7.5直流测速发电机分永磁式和电磁式两种。、直流测速发电机的输出特性
11、输出电压与转速之间的关系，称为输出特性，如图所示。Ea1+盒=CnRl二.JL说側速农电机的祺差及减b篌差的方依纹波的影响减少误差的方法:第7章驱幼和控制徽电机7. 5. 2交流异步测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机图7.5.3异步测速发电机工作原理一.空心杯转子异步测速发电机的工作原理第7章驱幼和控制徽电机1、n=0电机不转输出电压 UeOE ocO OC77即:输出绕组的感应电动势 Q的幅值正比于电机的转速。2、n K电机旋转切割电动势大小:切割电动势 计算公式 丿二、异步测速发电机的误差主要包括幅值及相位误差和剩余电压误差1、幅值及相位误差产生原因：励磁绕组存在漏电感。减小该误
12、差的方法：増大转子电阻。第7章驱幼和控制徽电机2.剩余电压误差产生原因：由于加工.装配过程中存在机械上 的 不对称及定子磁性材料性能的不一致性,使得测速 发电机转速为零时,实际输出电压并不为零，此时 的电压称为剩余电压,剩余电压引起的误差称为剩 余电压误差。减小剩余电压误差的方法：选择高质量的各方向 特性一致的磁性材料,在机加工和装配过程中提高 机械精度以及装配补偿绕组。7. 6 自Jfc玮机自整角机是一种能对角位移或角速度的偏差自动整步的感 应式控制电机。一般成对或多台组合使用。分类：控制式自蓬环机和力矩式自基玮机7. 6.自 基耳I机的结构与工作原理、力矩式自整角机的结构与工作原理通常采用
13、两极结构，绝大部分采用凸极式结构，频率 高 尺寸大的力矩式自整角机采用隐极式结构力矩式自整角机的三种结构:(a)转子凸极结构(b)定子凸极结构(c)寧转子陳极结构图7.6.1力矩式自整角机的基本结构tlir上二页ZfEErgJt看退石第7章驱幼和控制徽电机B7.6.2为自整角机的工作原理图QA图762力矩式自整角机工作原理1.力矩式自整角机整步绕组中的电动势与电流发送机的转子位置为创，接收机的转子位置为,失调角e为0= 01- 02每相整步绕组中的感应电动势:发送机：接收机:氐=EcosqE“=Ecos12(f)Elc=Ecos+12CP)E” =Ecos =Ecos-120P) 耳。=Ecosd+120P)
