微特电机chap01_绪论

普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
机电一体化：将电机、传感器、控制器集成为一体。 永磁化：高性能永磁材料可有效提 高电机性能，减小体 积和重量。 5) 智能化：采用可编程控制器件。确立了微特电机作为一 个小系统的设计、生产和使用的新概念。 6) 研制新原理、新结构电机：超声波电机，双凸极电机等 7) 元件与系统相互协调：伺服电机性能是否能充分发挥， 与控制线路和控制方法密切相关，步进电机、超声波电 机、双凸极电机等与驱动电路不可分。 应用举例 雷达天线和显示管偏转线圈的随动系统 1. 搜索状态； 2. 跟踪状态 3) 4)
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1. 绪 论
b) 提高精度：由于控制系统对电机性能要求越来越 高，提高精度仍是发展方向之一； 措施：除了从电机本身着眼外，要把电机与控制系 统线路的改进结合起来； 1) 无刷化：无刷直流电机、自整角机、旋旋转变 压器等 2) 小型化：体积、质量、能耗。是当前微特电机 研究中迫切需要解决的问题，特别是高空飞行 中，重量每增加1kg，每小时就要多耗燃料100 kg。小型化除指体积与重量外，还指功率消耗。 措施：改进设计，简化结构，新材料，新工艺 等。
1. 绪 论
1.5 如何学习这门课程
微特电机种类繁多，而且，随着科学技术的飞 速发展，新型电机层出不穷，所以，我们不可 能学习所有微特电机，只能加强基础理论知识 和分析研究方法的学习； 多数电机的原理都是建立在基本电磁规律基础 上，各种电机在基本特性上有许多共同之处， 但它们各自又具有与众不同的特点。因此，我 们要着重分析与掌握一些共同规律，同时也要 研究每个电机所具有的特殊性质。
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
1.1 微特电机的用途（续） 微特电机的用途（
•现代交通运输：汽车电机 •农业：水位自动显示、水坝闸门自动开闭； •日常生活：电梯自动选层、医疗设备、录音录象、 家用电器
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
电气工程及其自动化专业
微特电机及系统 Micro-motors and Systems
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
目 录
1. 绪论 2. 伺服电动机与伺服系统 3. 测速发电机 4. 步进电动机 5. 自整角机 6. 旋转变压器 7. 永磁无刷直流电动机 8. 单相交流串励电动机 9. 双凸极电机驱动系统 10. 直线电动机 11. 超声波电动机
1. 绪 论
1.3 对微电机的基本要求
驱动微电机：与一般动力电机的要求类似，高 效、高功率因数等； 控制微电机：二高一快 高可靠性----对控制电机的第一位要求； 高精度-----精度指实际特性与理想特性之间的差 距； 快速响应------主要指标是机电时间常数与灵敏 度。
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
1.1 微特电机的用途
• 航空航天：卫星天线，太阳能电池飞机的方向舵 • 国防：火炮自动瞄准、飞机军舰自动导航、导弹 遥测遥控、雷达自动定位等； • 工业：机器人、机床加工过程自动控制与显示； • 信息与电子产品：计算机、移动通讯；
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
1.4 微特电机的发展概况和趋势
发展历史：国外从20世纪30年代开始，随着工 发展历史 业自动化、科学技术和军事装备的发展而迅速 发展起来； 我国是从20世纪50年代前后才开始全面发展， 大致经历了4个阶段： 起步阶段（1950-1965年）：仿制苏联产品 自我发展阶段（1966-1978）：基本形成了微特 电机工业体系，自行设计
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
初步壮大阶段（1979-1989年）：改革开放，引 进生产线，规模化生产能力空前提高 快速发展阶段（1990-现在）：三资 、民营企业， 迅速 发展，生产技术 水平随之提 高，开发新产 品。 目前与国际先进水平仍有较大差距：品种少，比 功率小，质量大，寿命短，精度低。 发展趋势： 发展趋势 目标：a) 提高可靠性和适应性
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
1.1 微特电机的用途
微特电机通常指的是性能、用途或原理等与常规 电机不同 ,且体积和输出功率较小的微型电机和特种 精密电机 。一般其外径不大于 130mm，输出功率从 数百毫瓦到数百瓦。但是现在微特电机的体积和输 出功率都已突破了这个范围。有的特种电机的功率 做到了10 kW左右。它们广泛应用于军事装备、电 子产品、工业自动控制系统、家用电器、办公自动 化、通讯和交通、电动工具、仪器仪表、电动玩具 等方面。
1. 绪 论
如果再把自整角变压器的输出信号送到具有自动瞄准 装置的火炮控制系统中，经过比较和放大后，驱动执行元 件动作，带动炮筒转到和雷达天线一致的空间位置并对准 目标，这就组成了火炮自动瞄准系统。
∆θ 测量
元件
(自整角机)
放大 元件
伺服 元件
控制 θ2 装置
校正元件
位置反馈 (测速发电机)
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
1.2 微特电机的分类 驱动微电机：主要用来驱 动各种机构、仪表及 家用电器。
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
控制微电机：主要用来在自动控制系统中 作元件。
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
目标
距离 荧光屏上出 现的飞机
仰角 方位角
1. 搜索状态；
2. 跟踪状态
雷达
北
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
1. 绪 论
微特电机的主要特点
与普通电机的要求不同：普通电机的主要任务 是转换能量，微特电机在自动控制系统中只起 一个元件的作用，主要任务是完成信号的传递 与转换； 使用环境更广：地上、水下、海洋、太空，高 温、低温、潮湿、冲击、振动、辐射等，要在 各种恶劣的环境条件下仍能准确、可靠地工作 要求体积小、重量轻、耗电少：
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五