第6章控制电动机

第6章控制电机•了解机电传动控制系统中一些常用控制电机的基本结构;•掌握各种控制电机的基本工作原理,主要运行特性及特点;•了解控制电机应用场所,正确选用控制电机.6.1交流伺服电动机•控制电机的主要作用是用来完成信息的传递与交换,而不是进行能量转换.•伺服电动机的特点:•可以进行控制,控制功率小,可靠性高;•调速范围广;•转子惯量小,能迅速起动,停止.1.两相交流伺服电动机的结构1)定子:•定子由硅钢片叠成;•在定子铁心的内圆表面嵌有两套相差90°电角度的绕组:激磁绕组WF,控制绕组WC;•这两套绕组分别由两个电源供电.接线图两相交流伺服电动机的结构2)转子:分为鼠笼型和杯型两种.(1)鼠笼型转子作得细而长,转子导体采用高电阻率的材料.用于小功率的自动控制系统.产品型号SL系列.(2)空心杯型转子作成薄壁圆筒形,放在内外定子之间.用于要求运行平滑的系统.产品型号SK系列.杯型转子伺服电动机结构图1激磁绕组;2控制绕组;3内定子;4外定子;5转子2.基本工作原理•两相绕组WF和WC分别通入频率相同的交流电,产生旋转磁场,使伺服电动机起动.•取消WC后,电动机立即停止旋转，要防止自转.3.消除自转现象的措施：加大转子电阻.如:•采用薄壁杯形转子.•鼠笼条用高阻材料黄铜转子内阻很大，Sm接近1，这样，转速为正，则T为负，转速为负，则T为正，成为阻碍转子旋转的制动转矩。去掉WC后，电磁转矩T的方向始终与转子转速方向相反，从而实现快速停止。S=1S=04.交流伺服电动机的特性和应用1)控制方法有三种.：•幅值控制,相位控制,幅-相控制2)幅值控制原理图:控制电压Uc越高,电动机转速越高.不同控制电压下的机械特性3)应用举例(1)参数:交流伺服电动机输出功率为0.1-100W(再大则用直流伺服电动机);电源频率50-400Hz.(2)应用:雷达天线的旋转控制;飞机驾驶盘的控制;流体阀门开关控制,应用方框图6.2直流伺服电动机1.基本结构:与普通他激直流电动机相同.(有换向器)2.分类:电磁式(他激式);永磁式,3.电气原理图:如右图.其中(a)为电磁式(b)为永磁式.4.参数:输出功率1-600W.电磁式(他激式);永磁式6.3力矩电动机1.永磁式直流力矩电动机的结构特点与工作原理:结构特点:扁平状.（而直流伺服电机做成细长形）工作原理:同直流伺服电动机.1.定子2.电枢3.电刷架力矩电动机是能与负载直接连接产生大转矩低转速(或堵转)下运转的电动机6.4小功率同步电动机*1.永磁式同步电动机1)结构特点:定子绕组可通入三相或两相交流电;转子包括永久磁铁1和装在转子铁心3槽中的起动绕组2.转子结构示意图见下图.2)工作原理负载不能超过一定限度,否则电动机可能“失步”.小功率同步电动机为连续运转的同步电动机,用于传动及作执行元件2.磁阻式电磁减速同步电动机1)结构特点园环形的定子装有三相或单相供电的绕组,转子为园盘形,不嵌绕组;转子齿数大于定子齿数.2)工作原理磁力线总是使经过的磁路磁阻最小,磁阻转矩使转子朝着磁导最大的方向转动.是常用的一种低速电动机.6.6*自整角机1.结构特点1)定子:定子铁心2,三相整步绕组1.2)转子:转子铁心3(凸极),激磁绕组4,转轴5,滑环6.用作角度的传输,变换和指示;分为发送机和接收机(自整角变压器)2.控制式自整角机1)接线图:如右图.•发送机和接收机结构一样.三相绕组放在定子上,两对三相绕组对应连接;•转子上的单相绕组,发送机为激磁绕组,其电压U1为定值;接收机为输出绕组,其输出电压U2由定子磁通产生.•图中,接收机在变压器状态下工作,又称其为自整角变压器.控制式自整角机2)应用：控制式自整角机在转角随动系统中的应用自整角变压器的输出电压放大后控制交流伺服电动机MS,MS同时带动负载和转子.发送机转子的转角不断变化,MS就不断转动,达到转角随动.3.力矩式自整角机•当仪表指针作为负载时,不需要伺服电动机了,而由自整角机直接实现转角随动.这就是力矩式自整角机.••1)接续图:•接收机和发送机的单相绕组都作激磁用.••接收机的转子带负载.发送机接收机力矩式自整角机2)应用•力矩式自整角机在液位指示器中的应用•力矩式自整角机直接实现转角随动,应用于指针等轻负载.右图中,浮子1的升降通过滑轮5和平衡锺4使发送机2转动,接收机3随动带动指针,准确实现液位的传递.6.7直线电动机*直线电动机是将电能转换为直线运动的伺服驱动元件1.直线异步电动机的结构将旋转式异步电动机的定子,转子园周沿径向切开,展成平面.定子为一次侧,一般比较短;转子为二次侧,一般比较长.平板型直线电动机示意图如右图.2.直线异步电动机的工作原理•直线异步电动机•二次侧运动速度为:)1(2Sfv式中,滑差率SssvvvSsv其中,为极距为同步速度fv2s3.直线异步电动机的特点和应用1)特点:•不需要中间传动机构,结构简单,减少了振动和噪声;•可实现快速起动和正反向运行;•装配灵活.•效率低,功率因数低,电源功率大,低速性能差.2)应用:•门阀开启的驱动装置;•机床工作台进给的驱动装置,此时,将一次侧固定在滑板上或床身上.