《微特电机及其控制》(电机本体部分)课程重点内容

绪论1．微特电机的分类。

2．微特电机新的发展趋势。

第二章伺服电动机与伺服系统1．从结构上，直流伺服电动机的分类。

分为两大类，传统型直流伺服电动机，低惯量型直流伺服电动机。

传统型直流伺服电动机其结构与普通直流电动机基本相同，只是功率和容量小

得多，它可以再分为电磁式和永磁式两种；

低惯量型直流伺服电动机可分为空心杯电枢直流伺服电动机，盘式电枢直流伺服电动机，无槽电枢直流伺服电动机2．直流伺服电机的静态特性

1．机械特性：给出机械特性n=f(T e)的方程，绘制机械特性的曲线。

机械特性：

控制电压恒定时，电机转速随电磁转矩的变化关系n=f (Te)

2．调节特性：给出调节特性n=f(U a)的方程，绘制调节特性的曲线，结合调节特性曲线，掌握失灵区的

概念。

调节特性

负载转矩恒定时，转速随控制电压变化n=f (Ua)

3．直流伺服电机的动态特性

1．机电时间常数的计算公式，影响因素及相应的减小机电时间常数的方法。

机电时间常数与转动惯量成正比；

与电机的每极气隙磁通的平方成反比，为了减小电机机械时间常数，应增加每极气隙磁通；

与电枢电阻Ra的大小成正比，为减小时间常数，应尽可能减小电枢电阻，当伺服电动机用于自动控制系统，并由放大器供给控制电压时，应计入放大器的内阻

Ri，Ra+Ri；

直流伺服电动机的机电时间常数一般<30ms，低惯量直流伺服电机的时间常数<10ms。

4．交流异步伺服电动机

1．不同转子电阻对机械特性的影响，分析为什么异步伺服电动机的转子电阻较普通异步电动机大。

增大转子电阻的三个好处：

1. 可以增大调速范围

由电机学原理知，异步电机

的稳定运行区仅在： 0

而正常电机的sm=0.1~0.2, 所以调速范围甚小。增大转子电阻，

使sm增大，从而增大调速范围。

2.使机械特性更加线性

如右图中，曲线3的线性度比

曲线2要好。

sm1=0.2, sm2=1.1, sm3=1.8

能消除自转现象

T=T1+T2，在正向旋转时， 00。所以，只要负载转矩不太大，转子仍能继续旋转，不会因控制信号的消失而停转，这种“自转”现象使伺服电动机失去控制，在自动控制系统中是不允许的。

增大转子电阻，使sm>1，则合成单相转矩在电动机正向旋转范围内为负值，即T<0。这就是说，控制信号消失后，处于单运行状态的电机由于电磁转矩为制动性质而能迅速停转。因此，增大转子电阻是防止交流伺服电动机出现“自转”现象的有效措施。

5．直流力矩电动机性能特点

性能特点：低速、大转矩，转矩波动小，特性的直

线性好，在堵转条件下能长期工作。

6．永磁式同步电机在什么情况下可以自起动，什么情况不可以自起动？导致不能自起动的因素有哪些，以及解决

方法。

第三章测速发电机

1．自动控制系统对测速发电机的具体要求

要求：

精确度高灵敏度高可靠性好

输出电压与转速成正比， U2=Kn, 并保持稳定；

剩余电压(转速为零时的输出电压）要小；

输出电压的极性或相位能反映被测对象的转向；

温度变化对输出特性的影响小；

灵敏度高，即输出电压对转速的变化反应灵敏，输出特性斜率要大；

转动惯量和摩擦转矩小，以保证反应迅速。

2．为了减小温度变化对输出特性的影响，通常采用的措施。

4. 温度的影响

对策：

将磁路设计的较饱和；

在励磁回路中串数倍励磁绕组阻值电阻（锰镍铜合金/镍铜合金）；

在励磁回路中串联具有负温度系数的热敏电阻；

励磁回路由恒流源供电

3．测速发电机的输出特性。

异步测速发电机

原因：1异步测速发电机参数随转速变化2输出电压与励磁电压相位差随转速变化直流

4．简要分析直流测速发电机的误差及减小误差的方法。

5．直流测速发电机性能指标的定义。

6．直流测速发电机在使用时转速不宜超过规定的最高转速，而负载电阻不能小于规定值的原因。

转速越高或者负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，气隙磁通减少的越多，输出电压下降的越显著，导致特性向下弯曲。

7．掌握异步测速发电机输出电压的大小和相位移与负载阻抗的关系

8．异步测速发电机主要技术指标的概念。

9．霍尔无刷直流测速发电机相对与传统有刷直流测速无剩余电压，不含脉动成份，转子惯量小，寿命长。

第四章步进电动机

1．步距角的影响因素，计算不同通电方式下的步距角。

电机转速为

2．最大静转矩与哪些物理量有关，分析最大静转矩特性的变化趋势对应的原因。

W为每相控制绕组匝数。

变化趋势：当控制电流较小时，最大静转矩与控制绕组中电流的平方成正比；

当电流较大时，由于磁路饱和的影响，最大静转矩增加变缓3．静稳定区的概念。

静态稳态区：在空载时，稳定平衡位置对应于=0处，而

=180度则为不稳定平衡位置。在静态情况下，如受外力矩的作用使转子偏离稳定平衡位置，但没有超出相邻的不稳定

平衡点，则当外力矩除去以后，电动机转子在静态转矩作用下仍能回到原来的稳定平衡点，所以二个不稳定平衡点之间的区域构成静态稳定区。

4．反应式步进电机起动矩频特性和起动惯频特性分析

掌握提高步进电动机起动频率的方法。

提高起动频率的方法：

增加电动机的相数、运行的拍数和转子的齿数

增大最大静转矩

减小电动机的负载和转动惯量

减小电路的时间常数

减小电动机内部或外部的阻尼转矩

5．能够根据电机的结构参数和性能参数计算出自由振荡的频率和周期。

6．步进电动机的典型驱动方式。