伺服电机工作原理结构特点及特性学习报告

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交流伺服电机的工作原理,特点及优缺点

交流伺服电机的工作原理,特点及优缺点

交流伺服电机的工作原理,特点及优缺点
伺服电机是一种自动控制系统,通过反馈机制来控制输出。

当系统检测到偏差时,自
动调节输出以实现目标位置或速度。

伺服电机通常由电机、加速器、编码器和控制器组
成。

工作原理:伺服电机的工作原理基于电机的电磁力作用。

电机的旋转由交变电流产生
的旋转磁场驱动。

控制器通过检测编码器的位置反馈信号来精确控制电机的旋转速度和方向。

控制器通过电机的运行状态来保持与所需位置或速度的偏差。

当系统检测到偏差时,
控制器就会自动调节电机的输出来实现目标位置或速度。

特点:伺服电机精度高、响应速度快,适用于要求高位置和速度控制的机械控制系统。

伺服电机的输出具有高精度、高重复性和高刚性,能够面对复杂的控制任务。

优点:伺服电机具有高精度、高控制性和可靠性,适用于需要高速、高精度运动的各
种工业和实验设备。

伺服电机还有较低的噪音,能够为设备提供平稳的操作接口。

缺点:与普通电机相比,伺服电机成本较高。

此外,需要复杂的编码器和控制器来保
持高精度的运动和位置控制。

其复杂性使得维修和调试成为具有挑战性的任务。

总结:伺服电机是一种高精度、高性能的电机,广泛应用于各种工业和实验设备。


然其成本较高且复杂性高,但其精准的位置和速度控制属性可以提高设备的性能和效率,
因此越来越多地被工业和实验室广泛接受。

交流伺服电机的工作原理,特点及优缺点

交流伺服电机的工作原理,特点及优缺点

交流伺服电机的工作原理,特点及优缺点交流伺服电机是一种广泛应用于机械行业的快速精密控制执行器。

它能够实现高速度、高精度的位置、速度、扭矩调节,广泛应用于机器人、自动化生产线等领域。

本文将介绍交流伺服电机的工作原理、特点及其优缺点。

一、交流伺服电机的工作原理
交流伺服电机的工作原理是利用交流电源提供三相交流电,通过伺服驱动器将电能转化为机械能,通过装在电机上的编码器实现位置控制,通过对电流进行调节实现速度和扭矩控制。

二、交流伺服电机的特点
1. 高精度:交流伺服电机能够实现高精度的位置、速度和扭矩控制,可以满足各种高精度加工需求。

2. 高响应速度:交流伺服电机响应速度快,可在瞬间完成位置、速度和扭矩控制,能够适应高速运动的需求。

3. 低噪音:交流伺服电机工作时噪音低,不会对生产环境和人员造成干扰。

4. 稳定性好:交流伺服电机的控制系统稳定性好,能够保证高精度运动的稳定性。

5. 易于操作:交流伺服电机控制系统简单易用,操作方便。

三、交流伺服电机的优缺点
1. 优点:
(1) 高精度、高响应速度,可满足高精度加工需求。

(2) 稳定性好,能够保证高精度运动的稳定性。

(3) 易于操作,操作方便。

(4) 低噪音,不会对生产环境和人员造成干扰。

2. 缺点:
(1) 价格相对较高,成本较高。

(2) 对于小负载、低速运动的需求,效果不如直流电机好。

综上所述,交流伺服电机具有高精度、高响应速度、稳定性好等优点,但成本较高,不适用于小负载、低速运动的需求。

在使用时需要根据实际需求选择合适的电机来满足工作要求。

伺服电机工作原理

伺服电机工作原理

伺服电机工作原理伺服电机是指一种特殊的电动机,通过对其提供的控制信号进行反馈控制,使其能够精确地达到所需的位置、速度和加速度等运动控制要求。

伺服电机作为一种常见的工业控制元件,广泛应用于自动化生产线、机器人、数控机床、医疗设备等领域,在现代工业中发挥着极其重要的作用。

本文将从伺服电机的基本工作原理、负载特性、控制系统构成等方面进行介绍。

一、基本工作原理基本上,伺服电机是由一个电机、一个编码器和一个电子控制器组成。

通电后,电控器会根据外部输入的信号来确定需要实现的位置或速度等参数,然后将这些控制信号发送给电机以使其开始工作。

在工作过程中,编码器会不断地反馈电机的转速、角度等信息,而电控器会根据这些信息对电机输出的电流进行调整,从而实现对电机的精确控制。

具体来说,伺服电机的工作原理如下:1. 电机转矩反馈控制伺服电机的电机部分一般由三相交流电动机或直流电机组成。

与普通电机不同的是,伺服电机的转矩是由电子控制器动态控制的。

电子控制器会读取编码器反馈的当前转速和位置信息,并经过PID算法计算出控制电流的大小和方向,从而调整电机输出的转矩。

因此,伺服电机可以实现高精度的转矩控制,适用于高负载运动要求的应用场合。

2. 编码器位置反馈控制伺服电机中的编码器可以用来监测电机的位置和速度信息,从而实现闭环控制。

编码器通过感应电机轴上的一个磁场读取电机旋转的位置和速度,并输出数字信号给电子控制器。

根据编码器反馈的信息,电子控制器可以判断电机是否达到了预定位置和速度,并调整输出电流以控制电机的运动。

3. 电子控制器算法伺服电机中的PID算法用于计算输出电流和控制信号。

PID算法是一种反馈控制算法,它通过比较电机当前状态和设定值来计算控制器要输出的电流大小。

具体来说,PID算法包含三个部分:比例(P)、积分(I)和微分(D)。

比例系数是根据误差大小和设定值确定的,调整比例系数可以改变控制器的响应速度。

积分系数是为了消除系统积分误差而设置的,可以消除持续误差。

伺服电机结构及其工作原理

伺服电机结构及其工作原理

伺服电机结构及其工作原理伺服电机是一种能够精确控制转速和位置的电动机。

它主要由电机本体、编码器、控制器和驱动器组成。

在本文中,我们将详细介绍伺服电机的结构和工作原理。

一、伺服电机的结构1. 电机本体:伺服电机的核心部分是电机本体,它通常采用直流电机或交流电机。

直流电机具有简单的结构和良好的调速性能,而交流电机则具有较高的功率密度和较低的成本。

2. 编码器:编码器是伺服电机中的重要组成部分,用于测量电机转子的位置和速度。

它可以分为绝对编码器和增量编码器两种类型。

绝对编码器可以直接获取电机转子的绝对位置,而增量编码器则只能获取相对位置。

3. 控制器:控制器是伺服电机的大脑,负责接收来自外部的控制信号,并根据编码器的反馈信息调整电机的转速和位置。

控制器通常采用PID控制算法,通过比较设定值和反馈值来调整电机的输出。

4. 驱动器:驱动器是将控制信号转换为电机驱动信号的关键部件。

它根据控制器的输出信号,控制电机的电流和电压,从而实现对电机的精确控制。

二、伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理可以分为三个步骤:反馈信号获取、误差计算和控制信号输出。

1. 反馈信号获取:伺服电机通过编码器获取电机转子的位置和速度信息。

编码器将转子位置转换为电信号,并发送给控制器。

控制器根据编码器的反馈信号,了解电机当前的位置和速度。

2. 误差计算:控制器将设定值与编码器反馈值进行比较,计算出误差值。

设定值是用户设定的电机目标位置或速度,而编码器反馈值是电机当前的实际位置或速度。

误差值表示电机当前的偏差程度。

3. 控制信号输出:控制器根据误差值计算出控制信号,并发送给驱动器。

驱动器根据控制信号调整电机的电流和电压,从而控制电机的转速和位置。

控制信号通常采用脉冲宽度调制(PWM)技术,通过调整脉冲的宽度和频率来调节电机的输出。

通过不断地获取反馈信号、计算误差和输出控制信号,伺服电机可以实现精确的转速和位置控制。

它广泛应用于工业自动化、机器人、数控机床等领域。

交流伺服电机实验报告

交流伺服电机实验报告

一、实验目的1. 了解交流伺服电机的结构、工作原理和特点。

2. 掌握交流伺服电机的驱动方法及控制策略。

3. 通过实验验证交流伺服电机的性能,为实际应用提供参考。

二、实验内容1. 交流伺服电机的结构分析2. 交流伺服电机的工作原理3. 交流伺服电机的驱动方法4. 交流伺服电机的控制策略5. 交流伺服电机的性能测试三、实验设备及仪器1. 交流伺服电机实验台2. 交流伺服电机驱动器3. 交流伺服电机控制器4. 功率分析仪5. 数据采集卡6. 计算机四、实验步骤1. 交流伺服电机的结构分析(1)观察交流伺服电机的结构,了解其主要组成部分,如定子、转子、端盖、轴承等。

(2)分析各部分的功能及相互关系。

2. 交流伺服电机的工作原理(1)观察交流伺服电机的工作过程,了解其电磁感应原理。

(2)分析交流伺服电机的启动、运行和停止过程。

3. 交流伺服电机的驱动方法(1)学习交流伺服电机的驱动电路,了解其工作原理。

(2)分析驱动电路中的主要元件及其作用。

4. 交流伺服电机的控制策略(1)学习交流伺服电机的控制方法,了解其闭环控制原理。

(2)分析控制策略中的主要参数及其调整方法。

5. 交流伺服电机的性能测试(1)连接实验设备,进行实验前的准备工作。

(2)启动交流伺服电机,观察其运行状态,记录相关数据。

(3)分析实验数据,验证交流伺服电机的性能。

五、实验结果与分析1. 交流伺服电机的结构分析通过观察实验台上的交流伺服电机,我们可以看到其主要由定子、转子、端盖、轴承等部分组成。

定子由线圈绕制而成,转子由永磁体构成。

当交流电源通过定子线圈时,产生旋转磁场,驱动转子旋转。

2. 交流伺服电机的工作原理实验过程中,我们发现交流伺服电机在启动、运行和停止过程中,其转速、转矩和功率等参数均与输入的交流电源频率、电压和相位角有关。

通过调整这些参数,可以实现交流伺服电机的精确控制。

3. 交流伺服电机的驱动方法实验中,我们学习了交流伺服电机的驱动电路,了解到其主要由逆变器、滤波器、电机和控制器等部分组成。

伺服电机 工作原理

伺服电机 工作原理

伺服电机工作原理伺服电机是一种能够从外部输入控制信号来控制运动和位置的电动机,通常用于需要高精度和高性能的工业设备和机械上。

它通过内部的反馈系统,能够实现精准的位置控制,因此在自动化生产线、机器人、CNC机床等方面得到广泛应用。

本文将介绍伺服电机的工作原理及其主要特点。

一、伺服电机的工作原理1. 伺服电机的组成伺服电机主要由电机、编码器、控制器和驱动器组成。

电机作为动力源,由编码器返回转动信息,控制器根据设定的位置信息与实际位置信息进行比较并产生控制信号,驱动器将控制信号转换成电流输出给电机,从而控制电机的转动。

2. 控制原理伺服电机的控制原理是通过控制器根据输入的命令信号和反馈的位置信息,来调整电机的转速和位置,使之与指令位置保持一致。

当指令位置发生变化时,控制器将根据编码器的反馈信息来调整电机的转速和方向,直至达到设定的位置要求。

3. 反馈系统伺服电机的关键在于其内部的反馈系统,通过编码器等装置实时地获取电机的角度信息,反馈给控制器,从而使控制系统能够实时调整电机的转速和位置,以达到预定的要求。

这种闭环控制系统能够帮助伺服电机实现非常精准的位置控制。

二、伺服电机的特点1. 高精度伺服电机能够实现非常高的位置控制精度,通常在微米级别,因此在需要精密定位的领域得到广泛应用,例如在半导体生产设备、医疗器械、光学设备等方面都能见到其身影。

2. 高性能伺服电机能够实现快速响应和高速度输出,通常具有较大的功率密度,能够在较短的时间内完成对位置的控制,因此在需要高效率和高性能的设备上得到广泛应用。

3. 灵活性伺服电机可以通过控制器对其运动规律进行灵活的调整和设定,能够适应各种复杂的运动轨迹和工作要求,因此在很多需要多功能和自适应性的设备中被广泛应用。

4. 自动化伺服电机能够与控制系统紧密结合,实现自动化控制,例如在自动化生产线上,通过与PLC等控制系统的配合,能够实现复杂的生产过程的自动化控制。

以上是关于伺服电机工作原理的简要介绍,伺服电机的应用领域非常广泛,随着工业自动化的发展,伺服电机将会在更多的领域得到应用,相信随着技术的不断创新,伺服电机在未来将会有更加广阔的发展前景。

伺服电机研究报告

伺服电机研究报告

伺服电机研究报告伺服电机是一种常用于精密控制系统中的电机,特点是具有高响应速度、高控制精度和高功率密度等优势。

本文将详细介绍伺服电机的基本原理、工作原理和应用领域。

伺服电机的基本原理是通过控制输入信号和反馈信号之间的误差来调节电机的输出位置、速度或力矩。

控制输入信号一般由控制器生成,可以是电流、电压或脉冲等形式。

反馈信号通常由位置传感器或编码器等设备提供,用于实时监测电机的运动状态。

控制器根据误差信号来调整控制输入信号,从而使电机输出符合要求的位置、速度或力矩。

伺服电机的工作原理主要包括控制系统、传感器和执行机构三部分。

控制系统是伺服电机的核心,负责接收输入信号和反馈信号,经过处理后输出控制信号,并监控电机的运动状态。

传感器用于测量电机的位置、速度或力矩等物理量,为控制系统提供必要的反馈信息。

执行机构通过接收控制信号来调节电机的输出,实现所需的位置、速度或力矩控制。

伺服电机广泛应用于各种精密控制系统中,如机械加工、自动化生产线、机器人和航空航天等领域。

在机械加工领域,伺服电机常用于数控机床、数控切割机和数控车床等设备中,用于控制工件的位置和速度。

在自动化生产线中,伺服电机可以用于控制输送带、机械手和自动装配机器人等设备,实现高精度的定位和操作。

在机器人领域,伺服电机被广泛应用于各种关节和执行器中,用于控制机器人的动作和力矩输出。

在航空航天领域,伺服电机常用于航空发动机控制、航空器操纵系统和卫星定位系统等关键部件中,用于实现高精度和高可靠性的控制。

总之,伺服电机作为一种高性能的电机,具有广泛的应用前景。

随着科技的进步和智能化技术的广泛应用,伺服电机在各个领域的应用将越来越广泛。

同时,伺服电机的研究和发展也将成为未来电机技术的重要方向,以提高其控制精度、可靠性和效率。

伺服电机控制实训报告

伺服电机控制实训报告

#### 一、实训背景随着工业自动化程度的不断提高,伺服电机因其高精度、高响应速度和良好的控制性能,被广泛应用于各种自动化设备中。

为了使学生更好地理解和掌握伺服电机的控制原理及实际应用,我们开展了为期两周的伺服电机控制实训。

#### 二、实训目的1. 理解伺服电机的工作原理及特点。

2. 掌握伺服电机的驱动与控制方法。

3. 熟悉伺服电机在实际应用中的调试与维护。

4. 培养学生的动手能力和团队合作精神。

#### 三、实训内容1. 伺服电机基础知识学习:- 介绍伺服电机的种类、结构及工作原理。

- 分析伺服电机的性能指标及选型方法。

2. 伺服电机驱动电路搭建:- 学习伺服电机驱动器的使用方法。

- 搭建伺服电机驱动电路,并进行调试。

3. 伺服电机控制程序编写:- 使用编程软件编写伺服电机控制程序。

- 通过PLC(可编程逻辑控制器)或单片机实现伺服电机的速度、位置控制。

4. 伺服电机控制系统调试:- 调试伺服电机控制系统,使电机满足设计要求。

- 分析并解决调试过程中遇到的问题。

5. 伺服电机应用案例分析:- 分析伺服电机在实际应用中的案例,如数控机床、工业机器人等。

- 探讨伺服电机在各类设备中的应用前景。

#### 四、实训过程1. 前期准备:- 组建实训团队,明确分工。

- 准备实训所需的仪器、设备和材料。

2. 实训实施:- 学习伺服电机基础知识,了解各类伺服电机的工作原理及性能。

- 搭建伺服电机驱动电路,并按照要求进行调试。

- 编写伺服电机控制程序,通过PLC或单片机实现电机控制。

- 对控制系统进行调试,确保电机满足设计要求。

3. 问题分析与解决:- 在实训过程中,遇到各种问题,如电机启动困难、运行不稳定等。

- 通过查阅资料、请教老师等方式,分析问题原因,并采取措施进行解决。

4. 实训总结:- 对实训过程进行总结,分享经验与心得。

- 对实训成果进行展示,接受评审。

#### 五、实训成果1. 成功搭建伺服电机驱动电路,实现电机的基本控制。

伺服电机的工作原理

伺服电机的工作原理

伺服电机的工作原理伺服电机是一种常用于控制系统中的电机,它具有精确控制、高效运行和稳定性强等特点。

伺服电机常被应用在自动化设备、机器人、航空航天等领域。

本文将详细介绍伺服电机的工作原理。

一、伺服电机的基本结构伺服电机由电机本体、编码器、控制器和电源组成。

1. 电机本体:伺服电机常采用直流电机或交流电机作为电机本体,其结构与普通电机相似,但具有更高的精度和控制性能。

2. 编码器:伺服电机配备编码器来实时监测电机转动的位置和速度。

编码器将转动角度和速度转化为脉冲信号,反馈给控制器,用于调整电机的输出。

3. 控制器:伺服电机的控制器是整个系统的核心,它接收编码器的反馈信号,并根据设定的控制算法来调整电机的输出。

控制器通常由微处理器或专用芯片组成,具备高速计算和精确控制的能力。

4. 电源:伺服电机需要稳定的电源供应,以保证电机的正常运行。

电源通常为直流电源,电压和电流的大小根据具体的电机要求而定。

二、伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理可以简单概括为:控制器接收编码器的反馈信号,通过比较设定值和实际值,计算出误差,并根据误差调整电机的输出,使其逐渐趋近于设定值。

具体来说,伺服电机的工作过程可分为四个阶段:检测阶段、比较阶段、计算阶段和调整阶段。

1. 检测阶段:编码器实时检测电机的位置和速度,并将这些信息转化为脉冲信号,反馈给控制器。

2. 比较阶段:控制器将编码器反馈的脉冲信号与设定值进行比较,得到误差信号。

3. 计算阶段:控制器根据设定的控制算法,对误差信号进行计算,得到控制信号。

4. 调整阶段:控制器将计算得到的控制信号转化为电流或电压信号,通过电机驱动器将其传递给电机,调整电机的输出。

电机根据控制信号的大小和方向,调整转子的位置和速度,使其逐渐趋近于设定值。

三、伺服电机的优势和应用伺服电机相比于普通电机具有以下优势:1. 高精度:伺服电机配备编码器反馈系统,能够实时监测电机的位置和速度,从而实现精确控制。

伺服电机内部结构及其工作原理

伺服电机内部结构及其工作原理

伺服电机内部结构及其工作原理伺服电机是一种常见的电动机,广泛应用于工业自动化、机械设备和机器人等领域。

本文将详细介绍伺服电机的内部结构和工作原理。

一、伺服电机的内部结构伺服电机的内部结构主要包括电机本体、编码器、控制器和功率放大器等组成部分。

1. 电机本体:伺服电机的电机本体通常由定子和转子组成。

定子是由线圈和铁芯构成,线圈通过电流激励产生磁场。

转子则是由永磁体或电磁体组成,通过磁场与定子的磁场相互作用,实现转动。

2. 编码器:编码器是用来测量电机转动角度和速度的装置。

常见的编码器有光电编码器和磁编码器两种。

光电编码器通过光电原理来检测转子的位置和运动状态,磁编码器则是利用磁场感应原理来实现转子位置的检测。

3. 控制器:控制器是伺服电机的核心部件,负责接收来自外部的控制信号,并根据信号调整电机的转动。

控制器通常包括一个微处理器和相关的电路,能够实时监测电机的状态,并根据设定的目标位置和速度来控制电机的转动。

4. 功率放大器:功率放大器是用来放大控制信号,并将其转化为足够的电流和电压来驱动电机的装置。

功率放大器通常由晶体管、场效应管或功率模块等元件组成,能够提供足够的功率给电机,以实现精确的转动控制。

二、伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理基于反馈控制系统,通过不断检测电机的状态和位置,将实际的位置与目标位置进行比较,并根据差距进行调整,以实现精确的位置和速度控制。

1. 位置反馈:伺服电机通过编码器等装置实时测量转子的位置,并将其反馈给控制器。

控制器根据反馈信号与设定的目标位置进行比较,计算出误差值。

2. 控制算法:控制器根据误差值和预设的控制算法,计算出相应的控制信号。

常见的控制算法包括比例控制、积分控制和微分控制等。

比例控制根据误差值的大小来调整电机的输出功率;积分控制根据误差值的积分来调整电机的速度;微分控制则根据误差值的变化率来调整电机的加速度。

3. 功率驱动:控制器将计算得到的控制信号发送给功率放大器,功率放大器将信号转化为足够的电流和电压,驱动电机转动。

伺服电机的工作原理和结构

伺服电机的工作原理和结构

伺服电机的工作原理和结构伺服电机是一种精密控制的电机,通过对其工作原理和结构的深入了解,我们可以更好地应用和维护这种电机。

下面将分别介绍伺服电机的工作原理和结构。

一、工作原理伺服电机的工作原理可以简单地概括为将输入信号转换为机械运动的控制器。

当控制器接收到输入信号后,会根据信号的大小和方向来控制电机的转速和位置,从而实现精确的位置控制。

这种闭环控制系统使得伺服电机具有高精度、高速度和高可靠性的特点。

具体来说,伺服电机的工作原理是通过控制系统中的编码器反馈信号来实现闭环控制的。

编码器会不断监测电机的运动状态,并将反馈信号发送回控制器,从而使控制器可以实时调整电机的转速和位置。

这种反馈机制可以有效地减小误差,提高系统的稳定性和精度。

二、结构伺服电机的结构主要包括电机本体、编码器、控制器和驱动器。

电机本体是伺服电机的核心部件,负责将电能转换为机械能。

编码器是用来监测电机运动状态并发送反馈信号的器件,通常采用光电编码器或磁编码器。

控制器是控制整个伺服系统的大脑,负责接收输入信号、处理编码器反馈信号并输出控制信号。

驱动器则是将控制信号转换为电流驱动电机转动的装置。

除了以上主要部件外,伺服电机还包括了传感器、减速器、联轴器等辅助部件。

传感器用来监测环境参数或检测电机状态,以便系统对其进行相应调整。

减速器用来降低电机的转速并提高扭矩,从而使电机可以更好地适应各种工作场景。

联轴器则用来连接电机与负载,传递电机的转动力。

综上所述,伺服电机是一种精密控制的驱动器,通过控制器、编码器和驱动器等部件的协同作用,实现对电机位置和速度的精确控制。

对伺服电机的深入了解可以帮助我们更好地应用和维护这种高性能的电机。

希望以上内容对您有所帮助。

伺服电机结构及工作原理

伺服电机结构及工作原理

伺服电机结构及工作原理伺服电机是一种将电能转换为机械能的电动机,它通过控制电机运转的位置、速度和力矩,实现对机器设备的精密控制。

伺服电机一般由电机本体、编码器、控制器和驱动器组成,下面将详细介绍伺服电机的结构和工作原理。

一、伺服电机的结构伺服电机的结构一般包括电机本体、编码器、控制器和驱动器。

1.电机本体:伺服电机的核心部分是电机本体,它是将电能转换为机械能的关键组件。

根据不同的使用要求,伺服电机的电机本体可能是直流电机、交流电机或步进电机,其中最常用的是直流伺服电机和交流伺服电机。

2.编码器:编码器是伺服电机的反馈装置,用于实时感知电机转动的位置信息。

它可以将电机的转动角度或位置转换为电信号输出给控制器,以实时监测电机的运动状态。

3.控制器:控制器是伺服电机的核心控制部件,负责接收来自编码器的反馈信号,并根据设定的控制算法计算出电机的控制信号。

控制器通常由一个微处理器和相关的电路组成,可以实现复杂的控制算法,并且具备良好的实时性和稳定性。

4.驱动器:驱动器是控制器和电机之间的桥梁,将控制器输出的信号转换为适合电机驱动的电流或电压。

驱动器通常由功率放大电路和保护电路组成,能够根据控制信号的变化来控制电机的运转速度和力矩。

二、伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理是通过控制器对电机的控制信号进行调整,实现电机的精确控制。

1.位置控制:伺服电机常用的控制方式之一是位置控制。

在位置控制中,控制器接收编码器的位置反馈信号,并根据设定的目标位置和控制算法计算出电机的控制信号。

驱动器将这个信号转换为适合电机驱动的电流或电压,使电机按设定的位置和速度进行运转。

2.速度控制:伺服电机的另一种常用控制方式是速度控制。

在速度控制中,控制器接收编码器的速度反馈信号,并根据设定的目标速度和控制算法计算出电机的控制信号。

驱动器根据这个信号调整电机的输入电压或电流,使电机保持稳定的运行速度。

3.力矩控制:伺服电机还可以通过力矩控制实现对机械设备的精密控制。

伺服电机结构及其工作原理

伺服电机结构及其工作原理

伺服电机结构及其工作原理1. 伺服电机的结构伺服电机是一种能够根据控制信号来精确控制转速和位置的电动机。

它由电机本体、编码器、控制器和电源组成。

1.1 电机本体伺服电机的电机本体通常由定子、转子和永磁体组成。

定子是固定在电机外壳上的部分,其中包含线圈,线圈通过电流产生磁场。

转子是安装在定子内部的部分,它会根据磁场的变化而转动。

永磁体则用于提供磁场,通常由永磁铁或永磁体组成。

1.2 编码器编码器是伺服电机的重要组成部分,用于测量电机的转动角度和速度。

它通常由光电传感器和编码盘组成。

光电传感器通过感应光电效应来测量编码盘上的光栅,从而确定电机的转动角度和速度。

1.3 控制器控制器是伺服电机的核心部分,负责接收来自外部的控制信号,并根据信号的要求来控制电机的转速和位置。

控制器通常由微处理器和驱动电路组成。

微处理器用于处理控制信号,并将处理后的信号发送给驱动电路。

驱动电路则负责向电机提供适当的电流和电压,以控制电机的转动。

1.4 电源电源为伺服电机提供所需的电流和电压。

电源通常由直流电源或交流电源组成,根据实际应用需求选择合适的电源类型。

2. 伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理基于闭环控制系统。

当外部控制信号输入到伺服电机的控制器时,控制器会根据信号的要求来控制电机的转速和位置。

2.1 位置控制伺服电机可以根据控制信号精确地控制位置。

当控制信号指定要求电机转动到特定的位置时,控制器会根据编码器反馈的信息来调整电机的转动角度,直到达到指定的位置。

通过不断地测量和调整,伺服电机可以实现高精度的位置控制。

2.2 速度控制伺服电机可以根据控制信号精确地控制转速。

当控制信号指定要求电机以特定的速度运行时,控制器会根据编码器反馈的信息来调整电机的转动速度,直到达到指定的速度。

通过不断地测量和调整,伺服电机可以实现高精度的速度控制。

2.3 力矩控制伺服电机还可以根据控制信号精确地控制输出的力矩。

当控制信号指定要求电机输出特定的力矩时,控制器会根据编码器反馈的信息来调整电机的输出力矩,直到达到指定的力矩。

伺服电机工作原理及特点

伺服电机工作原理及特点

伺服电机工作原理及特点伺服电机是一种能够根据控制信号来精确控制转速和位置的电动机。

它在工业自动化、机器人技术、航空航天以及医疗设备等领域有着广泛的应用。

伺服电机具有高精度、高效率、高可靠性等特点,下面将详细介绍伺服电机的工作原理和特点。

一、工作原理伺服电机的工作原理基于反馈控制系统。

它由电动机、编码器、控制器和电源等组成。

电动机是伺服电机的执行部分,负责转动输出。

编码器用于实时检测电机的转动角度和速度,并将反馈信号传输给控制器。

控制器接收编码器的反馈信号,并与输入信号进行比较,根据差异来调整电机的转速和位置。

电源为伺服电机提供电能。

伺服电机的工作过程如下:1. 控制信号输入:控制信号可以是模拟信号或数字信号,用于指示所需的转速和位置。

2. 编码器反馈:编码器实时检测电机的转动角度和速度,并将反馈信号传输给控制器。

3. 控制器处理:控制器接收编码器的反馈信号,并与输入信号进行比较,计算出电机当前的差异。

4. 调整输出:根据差异计算结果,控制器调整电机的转速和位置,使其接近或达到所需的状态。

5. 循环反馈:上述过程不断重复,以保持电机的稳定运行,并实现精确的转速和位置控制。

二、特点1. 高精度:伺服电机具有很高的转速和位置控制精度,一般可以达到0.01°的角度精度和1rpm的转速精度。

这使得伺服电机在需要精确控制的场景中得到广泛应用,例如机床、印刷设备等。

2. 高效率:伺服电机具有高效率的特点,能够在较低功率输入下输出较大的功率,提高能源利用效率。

这对于需要长时间运行或功耗要求较高的设备来说尤为重要。

3. 快速响应:伺服电机具有快速响应的特点,可以在短时间内达到所需的转速和位置。

这使得伺服电机在需要频繁变换工作状态的场景中得到广泛应用,例如机器人、自动化生产线等。

4. 广泛应用:伺服电机具有广泛的应用领域,包括工业自动化、机器人技术、航空航天、医疗设备等。

它可以用于实现精确控制、运动控制、定位控制等功能,满足不同领域的需求。

伺服电动机研究报告

伺服电动机研究报告

伺服电动机研究报告伺服电动机是一种能够精确地控制角度和速度的电动机,广泛应用于自动化控制、机器人、机床等领域。

本研究报告旨在介绍伺服电动机的工作原理、特点以及应用。

一、伺服电动机的工作原理。

伺服电动机是一种闭环控制系统,其工作原理基于控制器对反馈信号进行处理,并根据处理结果对电动机输出的转速、扭矩进行调整。

具体来说,伺服电动机可以分为电机、编码器、控制器和传动装置等四个部分。

电机是伺服电动机的主要部件,其输出转矩能够确保控制器对电机输出的扭矩进行调整。

编码器可以精确地监测电机输出的角度和转速,并将监测结果反馈给控制器。

控制器处理编码器反馈信号,以保持电机的角度或位置。

传动装置是将电机的输出转矩传递到其应用的机械部件上,通常使用万向节联轴器等器件来实现传动。

二、伺服电动机的特点。

1.高精度:由于伺服电动机是闭环控制系统,其能够快速、准确地控制输出角度和速度。

2.高性能:伺服电动机的输出扭矩具有高动态响应性能,能够快速调整输出扭矩。

3.高可靠性:伺服电动机具有自动关断功能,一旦控制器发生故障,电机会自动停机以避免继续运作导致更大的损失。

4.易于控制:伺服电动机通过简单的控制信号即可精确控制输出扭矩和角度,在控制方面的要求较低。

三、伺服电动机的应用。

1.自动化控制:伺服电动机在自动化设备中广泛应用,如工业机器人、自动钻床、延伸机等。

2.机床加工:伺服电动机广泛应用于机械加工,如车床、铣床、磨床等。

3.医疗设备:伺服电动机在医疗器械领域也有应用,如高精度手术机器人、骨科钻等。

4.电梯和升降平台:伺服电动机也被使用在电梯、升降平台等场合,以快速,准确及安全的方式控制设备的升降。

关于伺服电机的报告

关于伺服电机的报告

关于伺服电机的报告
自查报告。

标题,关于伺服电机的报告。

为了更好地了解和掌握伺服电机的相关知识,我进行了一次自查。

以下是我的自查报告:
首先,我对伺服电机的基本原理进行了深入的学习。

伺服电机
是一种能够精确控制位置、速度和加速度的电机,它通过反馈系统
不断调整自身的运动状态,以实现精准的运动控制。

我了解到伺服
电机的工作原理是基于控制系统和反馈系统的协同作用,这让我对
伺服电机的工作原理有了更清晰的认识。

其次,我对伺服电机的应用领域进行了调研。

伺服电机广泛应
用于工业自动化、机械制造、航空航天等领域,它能够提供高精度、高速度和高可靠性的运动控制,因此受到了广泛的关注和应用。


了解到伺服电机在各个领域都有着不同的应用需求,需要根据具体
情况选择合适的伺服电机类型和参数。

最后,我对伺服电机的性能参数进行了比较和分析。

伺服电机的性能参数包括额定转速、额定扭矩、控制精度等,这些参数直接影响着伺服电机的性能和应用效果。

我通过查阅资料和对比不同型号的伺服电机,对其性能参数有了更深入的了解,这对我在实际应用中选择合适的伺服电机具有重要意义。

通过这次自查,我对伺服电机有了更全面、更深入的了解,这将有助于我在今后的工作中更好地应用和掌握伺服电机技术。

伺服电机工作原理结构特点及特性学习报告

伺服电机工作原理结构特点及特性学习报告

电机学习报告—伺服电机篇伺服系统是指使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化而变化的自动控制系统。

伺服电机在控制系统中常被用来做执行元件,将输入的电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

一、伺服电机分类伺服电机分为直流与交流两大类,直流电机又分为有刷与无刷两类;交流电机可分为异步与同步两类。

有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。

因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。

控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。

电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。

交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。

大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。

因而适合做低速平稳运行的应用。

二、交流伺服电机1.交流异步电机交流伺服电动机在控制系统中主要作为执行元件,自动控制系统对它的要求主要有几点:i.转速和转向应方便地受控制信号的控制,调速范围要大;ii.整个运行范围内的特性应具有线性关系,保证运行的稳定性;iii.伺服电动机无“自转”现象;iv.控制功率要小,启动转矩应大;v.机电时间常数要小,始动电压要低。

(1)结构特点交流伺服电动机的结构主要可分为两大部分,即定子部分和转子部分。

在定子铁心中安放着空间互成90°电角度的两相绕组,其中l1-l2为励磁绕组,k1-k2为控制绕组,所以交流伺服电动机是两相交流电动机。

伺服电机的工作原理与特点

伺服电机的工作原理与特点

伺服电机的工作原理与特点伺服电机是一种具有极高精度和稳定性能的电机,常被应用于需要严格控制位置、速度、加速度等参数的场合,比如机床、印刷设备、医疗设备等,它的工作原理和特点如下:一、工作原理伺服电机的核心组成部分是电动机、编码器、控制器和负载,其中:1. 电动机:基本上有两种类型,分别是直流电机和交流电机,它们都能将电能转化为机械能,用于驱动负载。

2. 编码器:用于对电机的运动状态进行监测和反馈,以便控制器可以精确地控制电机的位置、速度和加速度,从而实现控制。

3. 控制器:通常由数字信号处理器、驱动器、接口电路和AD转换器等多个模块组成,依据编码器反馈的电机角度信号和控制指令,产生驱动信号,控制电机的转速和位置。

4. 负载:伺服电机一般用于需要对位置、速度、力矩等参数严密控制的负载上,它可以是一个轴、一个组件或是一台整机。

二、特点伺服电机具有以下几个特点:1. 精度高:伺服电机内置位置反馈装置,使得它对运动的控制能达到微米、亚微米的级别,远好于传统的步进电机、直流电机和交流电机。

2. 静态扭矩高:伺服电机的静态扭矩一般比其他类型的电机高,且在与负载互动时,具备优良的力矩响应性,可以更好地适应于高负载、高精度工作环境。

3. 响应速度快:伺服电机驱动系统具有以下特性:转矩大、惯量小、响应速度快、控制精度高,所以可以实现高速运动、快速减速和恒时速等多种工作方式。

4. 通用性强:伺服电机不仅适用于数控机床、精密机械设备等高精度应用领域,还可以被广泛应用到无人机、机器人、自动化生产线等智能制造和智能交通等领域中。

综上所述,伺服电机的工作原理和特点非常适应于对精度、速度、力矩等参数有严格控制要求的工业和民用应用领域,它的出现是电机技术领域中的一次重大进步。

伺服电机、步进电机工作原理与特点

伺服电机、步进电机工作原理与特点

伺服电机,步进电机的工作原理与特点一、伺服电机工作原理与特点伺服电动机又叫执行电动机,或叫控制电动机。

在自动控制系统中,伺服电动机是一个执行元件,它的作用是把信号(控制电压或相位)变换成机械位移,也就是把接收到的电信号变为电机的一定转速或角位移。

其容量一般在0.1-100W,常用的是30W以下。

伺服电动机有直流和交流之分。

1.1、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似,如图1所示。

其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。

所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。

目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子,如图2所示。

空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。

图1 交流伺服电动机原理图图2 空心杯形转子伺服电动机结构交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。

当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。

交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点:1、起动转矩大由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比,有明显的区别。

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电机学习报告—伺服电机篇伺服系统是指使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化而变化的自动控制系统。

伺服电机在控制系统中常被用来做执行元件,将输入的电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

一、伺服电机分类伺服电机分为直流与交流两大类,直流电机又分为有刷与无刷两类;交流电机可分为异步与同步两类。

有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。

因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。

控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。

电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。

交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。

大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。

因而适合做低速平稳运行的应用。

二、交流伺服电机1.交流异步电机交流伺服电动机在控制系统中主要作为执行元件,自动控制系统对它的要求主要有几点:i.转速和转向应方便地受控制信号的控制,调速范围要大;ii.整个运行范围内的特性应具有线性关系,保证运行的稳定性;iii.伺服电动机无“自转”现象;iv.控制功率要小,启动转矩应大;v.机电时间常数要小,始动电压要低。

(1)结构特点交流伺服电动机的结构主要可分为两大部分,即定子部分和转子部分。

在定子铁心中安放着空间互成90°电角度的两相绕组,其中l1-l2为励磁绕组,k1-k2为控制绕组,所以交流伺服电动机是两相交流电动机。

示意图如图1。

图 1 交流伺服电机两相绕组分布图转子结构常用的有鼠笼形转子、非磁性杯形转子。

鼠笼形转子交流伺服电动机的结构如图2,它的转子由转轴、转子铁心、转子绕组等组成。

图 2 鼠笼形转子交流伺服电动机转子结构转子铁心由硅钢片叠成,每片冲成有齿有槽形状,如图3,然后叠压起来将轴压入轴孔内。

铁心的每一槽中放有一根导条,所有导条两端用短路环连接,这就构成转子绕组。

图 3 转子铁芯硅钢片如果去掉铁心,整个转子绕组成一鼠笼状,如图4,“鼠笼转子”由此得名。

鼠笼材料有用铜,有用铝,为制造方便,一般用铸铝转子,把鼠笼导条与短路环铸成一体。

图 4 鼠笼式转子绕组非磁性杯形转子交流伺服电动机结构如图5。

图中外定子与鼠笼形转子伺服电动机的定子一样,内定子由环形钢片叠成,通常内定子不放绕组,只是代替鼠笼转子的铁心,作为电机磁路的一部分。

在内、外定子之间有细长的空心转子装在转轴上,空心转子作成杯子形状,所以称空心杯形转子。

空心杯由非磁性材料铝、铜制成,它的杯壁极薄,一般在0.3 mm左右。

图 5 杯形转子伺服电机结构杯形与鼠笼转子形状不一样。

但杯形转子可看作是鼠笼条数非常多的、条与条之间彼此紧靠在一起的鼠笼转子,杯形转子两端可看作由短路环相连接,如图6。

这样,杯形、鼠笼转子实质上并没有差别,所起的作用也相同。

图 6 杯形转子与鼠笼型转子相似与鼠笼形转子相比,杯形转子惯量小,轴承摩擦阻转矩小。

由于转子没有齿和槽,所以合成Te不会随转子位置发生变化,恒速旋转时,转子不会抖动,运转平稳。

但它内、外定子间气隙较大(杯壁厚度加上杯壁两边的气隙),所以励磁电流就大,电机利用率低,因而在相同体积和重量下,在一定功率范围内,杯形转子伺服电动机的启动转矩小、输出功率小。

另外,杯形转子伺服电动机结构、制造工艺较复杂。

目前广泛应用的是鼠笼形转子伺服电动机,只有在要求运转非常平稳的某些特殊场合下(积分电路),才用非磁性杯形转子伺服电动机。

(2)工作原理交流伺服电动机使用时,励磁绕组两端施加恒定的励磁电压Uf,控制绕组两端施加控制电压Uk,如图7。

图7 电气原理图将一个能够自由转动的鼠笼转子放在两极永久磁铁中间,当磁铁旋转时,鼠笼转子也跟着转动。

转子的转速比磁铁慢,当磁铁旋转方向改变时,转子也改变如图8。

图8 伺服电机工作原理当磁铁旋转时,在空间形成旋转磁场。

设磁铁顺时针以ns的转速旋转,那末它的磁力线就顺时针切割转子导条。

转子导条以反时针切割磁力线,在转子导条中就产生感应电势。

根据右手定则,N极下导条的感应电势方向都是垂直地从纸面出来,而S极下导条的感应电势方向都是垂直地进入纸面,如图9。

图9 鼠笼转子转向由于鼠笼转子的导条都是通过短路环连起来的,因此在感应电势作用下,导条中就会有电流流过。

再根据通电导体在磁场中受力原理,转子载流导条又要与磁场相互作用产生电磁力,这个电磁力F作用在转子上,并对转轴形成电磁转矩。

根据左手定则,转矩方向与磁铁转动的方向是一致。

因此,鼠笼转子便在电磁转矩作用下顺着磁铁旋转的方向转动起来。

但转子转速总比磁铁转速低,因为电动机轴上有机械负载,即使空载,电机本身也存在阻转矩(摩擦、风阻)。

如果转速相等,转子磁铁间没有相对运动,导条中不产生感应电势、电流、电磁转矩。

结论:鼠笼转子所以会转动起来是由于在空间中有一个旋转磁场。

旋转磁场切割转子导条,在导条中产生感应电势和电流,转子导条中的电流再与旋转磁场相互作用就产生力和转矩,转矩方向和旋转磁场的转向相同,于是转子就跟着旋转磁场沿同一方向转动。

但实际电机没有像图8中那样的旋转磁铁,电机的旋转磁场由定子两相绕组通入两相交流电流所产生。

(3)伺服电机中的旋转磁场伺服电机的旋转磁场是由定子两相绕组通入两相交流电流所产生,通过输入存在相位差的两项电流即可在空间中形成旋转磁场,特殊的有圆形磁场,当两项绕组输入电流的幅值不相等时则产生椭圆形磁场,用以改变电机转速。

圆形磁场为分析方便,假定励磁绕组有效匝数Wf与控制绕组有效匝数Wk相等。

这种在空间上互差90°电角度,有效匝数又相等的两个绕组称对称两相绕组。

又假定通入励磁绕组电流与通入控制绕组电流相位上相差90°,幅值相等,这样的两个电流称两相对称电流。

用数学式表示为:i k=I km sin ωti f=I fm sin(ωt-I fm=I km=I m波形如图:图10 两相对称电流图11表示不同瞬间电机磁场分布情况。

图11(a),对应t1的瞬间。

由图9可以看出,控制电流为正最大值,励磁电流为零。

假定正值电流是从绕组始端流入,从末端流出,负时相反,此时控制电流是从控制始端k1入,末端k2出。

图11 两相绕组产生的圆形旋转磁场(a) t=t1; (b) t=t2; (c) t=t3; (d) t=t4控制绕组通电后产生磁场,可用磁通密度空间向量Bk表示,Bk长度正比于控制电流值。

此时控制电流为正最大值,Bk长度最大,即Bk=Bm,方向由右螺旋定则确定。

励磁电流为0,不产生磁场,所以控制绕组产生的磁场就是电机总磁场。

若电机总磁场用磁密向量B表示,则B=Bk,其轴线与控制绕组轴线重合,幅值为:B=Bk=Bm式中,Bm为一相磁密向量最大值。

在t2瞬间。

此时励磁电流为正最大值,控制电流0,即Bk=0,励磁绕组产生的磁场就是电机总磁场。

即B=Bf,其轴线与励磁绕组轴线相重合,与上一瞬间相比,磁场方向顺时针转90°,磁场幅值为B=Bf=Bm。

在t3瞬间,这时控制电流为负最大值,励磁电流为0。

与t1瞬间的差别仅是控制电流方向相反,两者所形成的电机磁场的幅值和位置都相同,只是磁场方向改变,电机磁场的轴线比上一瞬间顺时针又转90°,与控制绕组轴线重合,磁场的幅值仍为:B=Bk=Bm。

在t4瞬间,电机磁场的轴线顺时针再转90°,与励磁绕组轴线相重合,B=Bf=Bm在瞬间t5,控制电流又达到正最大值,励磁电流0,电机的磁通密度向量B 又转到t1的位置。

小结:两相对称电流通入两相对称绕组时,在电机内产生旋转磁场,其磁通密度Bδ在空间按正弦规律分布,其幅值恒定不变(Bm),并以转速ns旋转。

图12 旋转磁场示意图当控制电流变化一个周期时,旋转磁场在空间转了一圈。

由于电机磁通密度幅值恒定不变,在磁场旋转过程中,磁通密度向量B的长度在任何瞬间都保持为恒值,等于一相磁通密度向量的最大值Bm,它的方位随时间的变化在空间进行旋转,磁通密度向量B的矢端在空间描出一个以Bm为半径的圆,这样的磁场称为圆形旋转磁场。

所以,当两相对称交流电流通入两相对称绕组时,在电机内会产生圆形旋转磁场。

电机总磁场由两个脉振磁场所合成。

当电机磁场是圆形旋转磁场时,表征这两个脉振磁场的磁通密度向量Bf 和Bk 分别位于励磁绕组及控制绕组的轴线上。

这两个绕组在空间相隔90°电角度,因此Bf 与Bk 在空间相隔90°电角度。

同时,由于励磁电流与控制电流都是随时间按正弦规律变化的,相位上相差90°。

所以磁通密度向量Bf 和Bk 的长度也随时间作正弦变化,相位相差90°。

再由于两相对称电流其幅值、匝数相等时,两相绕组所产生的Bm 也相等。

这样,两绕组磁通密度向量的长度随时间变化关系可分别表示为:相应的变化图形如图13。

图13 磁场变化图形任何瞬间电机合成磁场的磁通密度向量的长度为综上所述,可以这样认为:在两相系统里,如果有两个脉振磁通密度,它们的轴线在空间相差90°电角度,脉振的时间相位差为90°,其脉振的幅值又相等,那末这样两个脉振磁场的合成必然是一个圆形旋转磁场。

m B B ===小结:i.单相绕组通入单相交流电后,所产生的是一个脉振磁场。

ii.圆形旋转磁场的特点是:它的磁通密度在空间按正弦规律分布,其幅值不变并以恒定的速度在空间旋转。

iii. 两相对称绕组通入两相对称电流就能产生圆形旋转磁场;或者说,空间上相夹90°电角度,时间上彼此有90°相位差,幅值又相等的两个脉振磁场必然形成圆形旋转磁场。

iv. 旋转磁场的转向是从超前相的绕组轴线(相位上超前)转到落后相的绕组轴线。

把两相绕组中任意一相绕组上所加的电压反相,就可以改变旋转磁场的转向。

v.旋转磁场的转速称为同步速,只与电机极数和电源频率有关,其关系为(4) 转速和转差率前已指出,电机跟着旋转磁场转动时的转速n 总是低于旋转磁场的转速即同步速ns 。

转子转速与同步速之差,也就是转子导体切割磁场的相对速率为Δn=ns -nΔn 也称转差。

但实用上经常用转差率s 。

就是转差与同步速之比值, 即转差率S 越大,转子转速越低。

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