控制电机.ppt
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《电机控制》PPT课件(2024版)
整理ppt
18
4.实验参考程序
/**************************************************************************
* 控制步进电机快速前进200步，降低速度再前进50步，再次降低速度前进5步，然后停止。
* 停止一段时间后，控制步进电机以相反的步调退回原地。
int
main (void)
{
uint32 i;
uint8 Direction=0,Speed=3;
PINSEL1 = PINSEL1 & 0x0FFFFFFF;
// 设置P0.30为GPIO功能，输入
IO0DIR = IO0DIR & 0xBFFFFFFF;
// 设置P0.21为PWM功能，通过控制PWM的占空比从而控制直流电机的速度
U
U
效t
t
8
1．PWM（Pulse Width Modulation）脉冲调宽式
一个PWM周期
20％占空比 一个PWM周期
50％占空比
2．PFM（Pulse Frequency Modulation）脉冲调频式
1个脉冲
25％占空比 2个脉冲
50％占空比
整理ppt
9
1.2 控制电路--驱动部分
PINSEL1 = PINSEL1 | 0x00000400;
//设置P1.21为GPIO，输出。通过控制P1.21的电平从而控制直流电机的方向
IO1DIR = IO1DIR | (1<<21);
ZLDJ_SET(Direction,Speed);
//电机以最快速度正转
while(1)
1电机与电气控制课件(精品PPT)
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三、多地联锁(lián 控 suǒ) 制
第二章
2120/2213//1220/2213
图2-9 多地控制(kòngzhì)电路图
第五页，共四十三页。
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四、顺序控制
按顺序(shùnxù)起动与停止的控制 电路
第二章
2120/2213//1220/2213
第三页，共四十三页。
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二、点动与连续运转(yùnzhuǎn)的控 制
第二章
图2-8 电动机点动与连续运转控制电路
a) 根本点动控制电路 b) 开关选择(xuǎnzé)运行状态的电路 c)两个按扭控制的电路
2120/2213//1220/2213
第四页，共四十三页。
ura＞ut Ura＜ut ura＞ut Ura＜ut
V1导通 V1关断 V2导通 V2关断
第二章
截止 截止
2120/2213//1220/2213
第三十二页，共四十三页。
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〔4〕双极性脉宽调制
第二章
2120/2213//1220/2213
图2-37 双极性SPWM调制(tiáozhì)波形
二、电动机可逆运行(yùnxíng)反接制动控制
第二章
2120/2213//1220/2213
图2-17 电动机可逆运行反接(fǎn jiē)制动控制电路
返回第一张
第十三页，共四十三页。
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三、电动机单向运行能耗制动(zhì dònɡ)控制
第二章
2120/2213//1220/2213
第2章三相异步电动机控制线路模板ppt课件
在多处位置设置控制按钮，均能对同一电机实行控制。控制回 路需要设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位置
特 点：
起动按钮的常开触点并联；停止按钮的常闭触点串联。
操作
无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动； 操作任意一个停止按钮可以打断自锁电路，使电动机停止运行。
SB1乙
SB1甲
SB2甲
KM
2、工作台前进至终点自动停车； 3、工作台在终点时，启动电机只能反转； 4、工作台后退至原位自动停车； 5、工作台在前进或后退途中均可停车，再 启动后既可进也可退。
实现方法：在生产机械行程的终点和原位安装行程开关
运动过程
按下SB2 工作台正向运行 至终点位置撞开SQ2 电机停车
（反向运行同样分析）
SB2乙
K M
甲地
乙地
SB1甲、SB2甲实现就地控制； SB1乙、SB2乙实现远方控制。
（a）
（b）
多点控制电路
2.2.5 自动循环控制
正程：电动机正转； 逆程：电动机反转。
控制要求：
工作台 B
后退 前进
SQ4 SQ1
床身
工作台 A
SQ2 SQ3
机床工作示意图
1、工作台在原位时，启动电机只能正转；
（1）工作台在原位时： 启动后只能前进，不能后退。 （2）A前进到终点时： 立即后退，退回到原位自动停。
（3）A在途中时： 可停车；再启动时，既可前进也可后退。 （4）A在途中时，若暂时停电，复电时，A不会自行运动。 （5）A在途中若受阻，在一定时间内电机应自行断电而停车。
基本电路的结构特点： 1. 自锁——接触器常开触点与按钮常开触点相并联。 2. 互锁——两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路
特 点：
起动按钮的常开触点并联；停止按钮的常闭触点串联。
操作
无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动； 操作任意一个停止按钮可以打断自锁电路，使电动机停止运行。
SB1乙
SB1甲
SB2甲
KM
2、工作台前进至终点自动停车； 3、工作台在终点时，启动电机只能反转； 4、工作台后退至原位自动停车； 5、工作台在前进或后退途中均可停车，再 启动后既可进也可退。
实现方法：在生产机械行程的终点和原位安装行程开关
运动过程
按下SB2 工作台正向运行 至终点位置撞开SQ2 电机停车
（反向运行同样分析）
SB2乙
K M
甲地
乙地
SB1甲、SB2甲实现就地控制； SB1乙、SB2乙实现远方控制。
（a）
（b）
多点控制电路
2.2.5 自动循环控制
正程：电动机正转； 逆程：电动机反转。
控制要求：
工作台 B
后退 前进
SQ4 SQ1
床身
工作台 A
SQ2 SQ3
机床工作示意图
1、工作台在原位时，启动电机只能正转；
（1）工作台在原位时： 启动后只能前进，不能后退。 （2）A前进到终点时： 立即后退，退回到原位自动停。
（3）A在途中时： 可停车；再启动时，既可前进也可后退。 （4）A在途中时，若暂时停电，复电时，A不会自行运动。 （5）A在途中若受阻，在一定时间内电机应自行断电而停车。
基本电路的结构特点： 1. 自锁——接触器常开触点与按钮常开触点相并联。 2. 互锁——两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路
电机及拖动基础(第5版)课件：控制电机
当控制电压Uc=0时，Ic=0，电磁转矩T=0，
电动机立即停转。保证了电动机无“自转”
现象，所以直流伺服电动机是自动控制系 统中一种很好的执行元件。
电枢控制
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
一、直流伺服电动机
特
机械特性
n UC Ra T Ce CeCT 2
性
调节特性 T一定时的n=f(Uc)
交流伺服电动机的原理图
自转现象：
当转子转动起来以后，控 制信号消失，即断开控制 绕组，变成单相时，电动 机仍然能够转动。
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
“自转”的消除：增加伺服电动机的转子电阻。
变成单相后，电磁转矩>0, 与转速的方向相同，电动 机仍然能够转动。
变成单相后，电磁转矩<0, 与转速的方向相反，制动 作用，电动机立即停传。
不同T时的调 特族是线性的
与他励 直流电 动机改 变电枢 电压时 的人为 机特相 似。
不同Uc时的机 特族是线性的
始 动 电 T1 压
T一定 Uc越大 n越高
控制电压UC越大，则n=0时对应 的起动转矩T也越大，越利于起动。
控制电压UC<始动电压Uc0，电 动机不转—“失灵区”。同样的 T下，失灵区越小，灵敏度越高。
生一个旋转电动势Erq，其有效值为：
Erq CqΦd n
转子绕组中将产生
交流电流Irq
Irq产生 Φq ( kErq )
略电抗， 两者同相
E2 4.44 f1N2KN2Φq 即 E2 C1n
结论：异步测速发电机输出 绕组N2中所产生的感应电动 势E2的大小与转速n成正比。
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
自控系统对测发的主要要求：
电动机立即停转。保证了电动机无“自转”
现象，所以直流伺服电动机是自动控制系 统中一种很好的执行元件。
电枢控制
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
一、直流伺服电动机
特
机械特性
n UC Ra T Ce CeCT 2
性
调节特性 T一定时的n=f(Uc)
交流伺服电动机的原理图
自转现象：
当转子转动起来以后，控 制信号消失，即断开控制 绕组，变成单相时，电动 机仍然能够转动。
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
“自转”的消除：增加伺服电动机的转子电阻。
变成单相后，电磁转矩>0, 与转速的方向相同，电动 机仍然能够转动。
变成单相后，电磁转矩<0, 与转速的方向相反，制动 作用，电动机立即停传。
不同T时的调 特族是线性的
与他励 直流电 动机改 变电枢 电压时 的人为 机特相 似。
不同Uc时的机 特族是线性的
始 动 电 T1 压
T一定 Uc越大 n越高
控制电压UC越大，则n=0时对应 的起动转矩T也越大，越利于起动。
控制电压UC<始动电压Uc0，电 动机不转—“失灵区”。同样的 T下，失灵区越小，灵敏度越高。
生一个旋转电动势Erq，其有效值为：
Erq CqΦd n
转子绕组中将产生
交流电流Irq
Irq产生 Φq ( kErq )
略电抗， 两者同相
E2 4.44 f1N2KN2Φq 即 E2 C1n
结论：异步测速发电机输出 绕组N2中所产生的感应电动 势E2的大小与转速n成正比。
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
自控系统对测发的主要要求：
电机与电气控制PPT课件
短路环
由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。当交流电流过零时， 线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静 铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪音，加速动、静铁心接触面积的 磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入 一只铜环，名为短路环 。
保护。
结构
工作原理
主双金属片与加热元件串接在接触器负载端，（电动机电源端）的 主回路中。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯 曲，但还不足以使继电器动作。当电动机过载时，流过热元件的电流增 大，热元件产生的热量增加，使双金属片产生的弯曲位移增大，主双金 属片推动导板，并通过补偿双金属片与推杆将触点（即串接在接触器线 圈回路的热继电器常闭触点）分开，以切断电路保护电动机。
流脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱扣器 12—双金属片 13—电阻丝
主开关
测试回路
U
电源变压器
V
漏电保护器
用途
主要用于当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电 事故。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁起、停的电动机。
原理图
工作原理
当正常工作时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流 相量之和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电保护器工作于闭合状 态。如果发生漏电或触电事故，三相电流之和便不再等于零，而等于某一电流值 I生 主s。开与I关Is会s对的通应锁过的扣人感，体应分、电断大动主地势电、，路变加。压到器脱中扣性器点上形，成当回Is路达到，一这定样值零时序电，流脱扣互感器动器二作次，侧推产动
由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。当交流电流过零时， 线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静 铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和噪音，加速动、静铁心接触面积的 磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入 一只铜环，名为短路环 。
保护。
结构
工作原理
主双金属片与加热元件串接在接触器负载端，（电动机电源端）的 主回路中。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯 曲，但还不足以使继电器动作。当电动机过载时，流过热元件的电流增 大，热元件产生的热量增加，使双金属片产生的弯曲位移增大，主双金 属片推动导板，并通过补偿双金属片与推杆将触点（即串接在接触器线 圈回路的热继电器常闭触点）分开，以切断电路保护电动机。
流脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱扣器 12—双金属片 13—电阻丝
主开关
测试回路
U
电源变压器
V
漏电保护器
用途
主要用于当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电 事故。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁起、停的电动机。
原理图
工作原理
当正常工作时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流 相量之和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电保护器工作于闭合状 态。如果发生漏电或触电事故，三相电流之和便不再等于零，而等于某一电流值 I生 主s。开与I关Is会s对的通应锁过的扣人感，体应分、电断大动主地势电、，路变加。压到器脱中扣性器点上形，成当回Is路达到，一这定样值零时序电，流脱扣互感器动器二作次，侧推产动
永磁无刷直流电机(电机控制)课件
设备的驱动。
新能源
用于风力发电、太阳能 发电等新能源设备的驱
动和控制。
汽车电子
用于电动汽车、混合动 力汽车等车辆的驱动和
控制。
其他领域
如航空航天、医疗器械 、智能家居等需要高精
度控制的领域。
02
电机控制系统
控制系统概述
控制系统是永磁无刷直流电机的重要组成部分，用于实现电机的启动、调速、制 动等功能。
永磁无刷直流电机通过控制电流 的相位和幅值，实现电机的启动 、调速和制动等功能。
结构与特点
结构
永磁无刷直流电机由定子、转子和控 制器三部分组成。定子包括永磁体和 电枢绕组，转子为金属导体。
特点
具有高效、高可靠性、高控制精度、 长寿命等优点，适用于需要高精度控 制的应用场景。
应用领域
工业自动化
用于各种自动化生产线 、机器人、数控机床等
电磁干扰和噪声
无刷直流电机在运行过程中会产生电磁干 扰和噪声，对周围环境和人体健康造成一 定影响，需要采取措施进行抑制。
未来研究方向
高效能电机及其控制技术
研究新型的电机结构和控制策略，以 提高电机的能效和稳定性。
智能感知与故障诊断
利用传感器和智能算法，实现对电机 系统的实时感知和故障诊断，提高系 统的可靠性和安全性。
模糊控制算法
总结词
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，通过模糊化输入变量和模糊规则实现控 制输出。
详细描述
模糊控制算法将输入变量的精确值模糊化，转换为模糊集合，然后根据模糊规则进行逻 辑运算，得到输出变量的模糊集合。最后，对输出变量的模糊集合进行去模糊化，得到 精确的控制输出。模糊控制算法能够处理不确定性和非线性问题，适用于永磁无刷直流
新能源
用于风力发电、太阳能 发电等新能源设备的驱
动和控制。
汽车电子
用于电动汽车、混合动 力汽车等车辆的驱动和
控制。
其他领域
如航空航天、医疗器械 、智能家居等需要高精
度控制的领域。
02
电机控制系统
控制系统概述
控制系统是永磁无刷直流电机的重要组成部分，用于实现电机的启动、调速、制 动等功能。
永磁无刷直流电机通过控制电流 的相位和幅值，实现电机的启动 、调速和制动等功能。
结构与特点
结构
永磁无刷直流电机由定子、转子和控 制器三部分组成。定子包括永磁体和 电枢绕组，转子为金属导体。
特点
具有高效、高可靠性、高控制精度、 长寿命等优点，适用于需要高精度控 制的应用场景。
应用领域
工业自动化
用于各种自动化生产线 、机器人、数控机床等
电磁干扰和噪声
无刷直流电机在运行过程中会产生电磁干 扰和噪声，对周围环境和人体健康造成一 定影响，需要采取措施进行抑制。
未来研究方向
高效能电机及其控制技术
研究新型的电机结构和控制策略，以 提高电机的能效和稳定性。
智能感知与故障诊断
利用传感器和智能算法，实现对电机 系统的实时感知和故障诊断，提高系 统的可靠性和安全性。
模糊控制算法
总结词
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，通过模糊化输入变量和模糊规则实现控 制输出。
详细描述
模糊控制算法将输入变量的精确值模糊化，转换为模糊集合，然后根据模糊规则进行逻 辑运算，得到输出变量的模糊集合。最后，对输出变量的模糊集合进行去模糊化，得到 精确的控制输出。模糊控制算法能够处理不确定性和非线性问题，适用于永磁无刷直流
《现代电机控制技术》课件
03 现代电机控制技术实现
数字信号处理器（DSP）在电机控制中的应用
数字信号处理器（DSP）是一种专用的微处理器，特别适合于进行高速数字信号处 理计算。
在电机控制中，DSP可以用于实时计算复杂的控制算法，实现精确的速度和位置控 制。
DSP通过接收编码器的反馈信号和输入的参考信号，计算出电机的控制量，并输出 到驱动器来控制电机的运行。
数字化与智能化
高效与节能
随着数字化和智能化技术的不断发展，电 机控制技术将更加智能化和自适应性。
未来电机控制技术将更加注重高效和节能 ，以适应绿色环保的需求。
网络化与远程控制
多学科交叉融合
网络化技术的发展将使得电机控制更加便 捷和远程化，提高设备的可维护性和安全 性。
电机控制技术将与多个学科交叉融合，如 人工智能、机器视觉和物联网等，以实现 更广泛的应用和创新。
02 电机类型和控制原理
直流电机及其控制原理
01
02
03
直流电机
利用直流电能转换为机械 能的电动机，具有较好的 调速性能和启动转矩。
控制原理
通过改变电机的输入电压 或电流，实现对电机转速 和转矩的控制。
调速方法
改变电枢电压、改变励磁 电流、串电机
利用交流电能转换为机械 能的电动机，具有结构简 单、价格便宜、维护方便 等优点。
交通运输
电机控制技术在交通领域有广泛应用 ，如电动汽车、轨道交通和航空电子 等。
能源转换与利用
电机控制技术有助于提高能源转换效 率和利用率，如风力发电、太阳能逆 变器和智能电网等。
智能家居与楼宇自动化
电机控制技术为智能家居和楼宇自动 化提供了技术支持，如智能家电、自 动门和安防系统等。
电机控制技术的未来趋势
控制电机PPT电子课件教案-第1章绪论
–
1.1 控制电机在自动控制系统中的作用
在各类自动控制系统、 遥控和解算装置中， 需要 用到大量的各种各样的元件。 控制电机就是其中的重 要元件之一。 它属于机电元件， 在系统中具有执行、 检测和解算的功能。 虽然从基本原理来说， 控制电机 与普通旋转电机没有本质上的差别， 但后者着重于对 电机的力能指标方面的要求， 而前者则着重于对特性、 高精度和快速响应方面的要求， 满足系统对它提出的 要求。
为了改善自动控制系统的品质， 在系统中还采用 了校正元件——直流测速发电机。 测速发电机的输出
电压U4 与它的转速 n 成正比， 并把它反馈到直流放大
器中。整个控制系统的工作原理可以用图 1 - 2 这样的 方框图来表示。 图上各个元件和实际线路对应如下：
敏感元件——自整角发送机和接收机。 转换元件——放大器和解调器。
7， 使自整角发送机1的转子旋转， 通过自动控制系统
的作用， 就可使雷达天线 3 跟着自整角发送机的转角 α自动地旋转。 发送机转几度， 天线也转几度； 发送
机正转， 天线也正转； 发送机反转， 天线也反转。
自整角接收机 2 的转轴是和天线的转轴联结在一 起的。 自整角发送机和自整角接收机一般不单独使用 而是成对地使用。 当发送机的转角α和接收机的转角β 相等， 也就是转角差γ=α-β 等于零时， 接收机的输出 电压U1也等于零。 当转角α和β不等时， 接收机就有和 转角差γ成正比的交流电压U1 输出。 这样， 自整角接 收机就好像自动控制系统的眼睛一样， 可以很灵敏地 感觉出天线的转角是否跟上自整角发送机的转角。 当 跟上时， 转角α等于转角β， 没有电压输出； 当没有 跟上， 即转角α和转角β不等时， 通过自整角接收机输 出电压U1, 就可把转角差γ测量出来， 因此自动控制系 统中的自整角机被称为敏感元件。
《控制步进电机》课件
《控制步进电机》 PPT课件
contents
目录
• 步进电机简介 • 步进电机控制系统 • 步进电机驱动器 • 步进电机的控制策略 • 步进电机的应用案例
01
步进电机简介
步进电机的定义与工作原理
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的执行元件。
工作原理：步进电机内部通常有多个相位的线圈，当给这些线圈按照一定的顺序 通电时，电机内部的转子会按照通电的顺序和方向进行旋转，从而输出旋转的机 械能。
03
步进电机驱动器
步进电机驱动器的种类与选择
种类
根据步进电机的工作原理和应用需求 ，步进电机驱动器可分为单极性驱动 器和双极性驱动器。
选择
选择合适的步进电机驱动器需要考虑 电机的规格、工作电压、电流以及控 制精度等因素。
步进电机驱动器的原理与工作方式
原理
步进电机驱动器通过控制脉冲信号的 频率和数量，来控制步进电机的转动 速度和角度。
步进电机在医疗器械中的应用
1 2
医疗设备驱动
步进电机在医疗器械中作为驱动部件，如医学影 像设备、手术机器人等。
高精度要求
步进电机的高定位精度和控制精度，满足医疗器 械对精确度的极高要求。
3
安全可靠性
步进电机稳定可靠的特性，确保医疗器械在使用 过程中的安全性和可靠性。
THANKS FOR WATCHING
04
步进电机的控制策略
步进电机的速度控制
速度控制
通过调节输入到步进电机的脉冲频率，可以控制步进电机的转速 。
动态响应
步进电机具有快速动态响应特性，能够实现高精度的速度控制。
调速范围
步进电机可以在较大的调速范围内实现平滑的速度调节。
contents
目录
• 步进电机简介 • 步进电机控制系统 • 步进电机驱动器 • 步进电机的控制策略 • 步进电机的应用案例
01
步进电机简介
步进电机的定义与工作原理
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的执行元件。
工作原理：步进电机内部通常有多个相位的线圈，当给这些线圈按照一定的顺序 通电时，电机内部的转子会按照通电的顺序和方向进行旋转，从而输出旋转的机 械能。
03
步进电机驱动器
步进电机驱动器的种类与选择
种类
根据步进电机的工作原理和应用需求 ，步进电机驱动器可分为单极性驱动 器和双极性驱动器。
选择
选择合适的步进电机驱动器需要考虑 电机的规格、工作电压、电流以及控 制精度等因素。
步进电机驱动器的原理与工作方式
原理
步进电机驱动器通过控制脉冲信号的 频率和数量，来控制步进电机的转动 速度和角度。
步进电机在医疗器械中的应用
1 2
医疗设备驱动
步进电机在医疗器械中作为驱动部件，如医学影 像设备、手术机器人等。
高精度要求
步进电机的高定位精度和控制精度，满足医疗器 械对精确度的极高要求。
3
安全可靠性
步进电机稳定可靠的特性，确保医疗器械在使用 过程中的安全性和可靠性。
THANKS FOR WATCHING
04
步进电机的控制策略
步进电机的速度控制
速度控制
通过调节输入到步进电机的脉冲频率，可以控制步进电机的转速 。
动态响应
步进电机具有快速动态响应特性，能够实现高精度的速度控制。
调速范围
步进电机可以在较大的调速范围内实现平滑的速度调节。
相关主题
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1. 控制电机的主要功能是信号的传递和交换。 如：伺服电机将电压信号转换为转矩和转速；
步进电机将脉冲信号转换为角位移或线位移。
2. 对控制电机的主要要求：具有良好的可控性，
动作灵敏、准确、重量轻、体积小、运行可靠、耗 电少等。
3. 控制电机的分类：
按照在自动控制系统中的职能可分为：
测量元件 放大元件 执行元件 校正元件
3. 把控制电压的相位改变180度，则可改变电 动机的旋转方向
第六章 控制电机
6.1 交流伺服电动机
6.1.2 基本工作原理
n0 60 f / P S n0 n/ n0
椭圆磁场的 分解
一个大圆和 一个小的反 向圆形磁场
第六章 控制电机
6.1 交流伺服电动机
6.1.2 基本工作原理
得较大,使电机在失去控制信号，而变成单相运行时， 正转矩和负转矩的最大值均出现在Sm>1的地方。
第六章 控制电机
6.1 交流伺服电动机
6.1.3 消除自转现象的措施
脉动 磁场
椭圆磁场
TL 脉动磁场 合成曲线
第六章 控制电机
6.1 交流伺服电动机
6.1.4 特性和应用 1. 控制特性 控制电压 U2 大小变化时，转子转速相应变化，转速与 电压 U2 成正比。U2 的极性改变时，转子的转向改变。
第6章 控制电机
本章要求
1. 了解常用的控制电机的基本结构。 2. 重点掌握各种控制电机的基本工作原理、 主要运行特性、特点以及应用场所。 3. 正确选用和使用。
概述
异步电动机、直流电动机等都是作为动力源使
用的，其主要任务是机电能量转换，例如将电能转 换为机械能。本章介绍控制电机。
电机
旋转电机 控制电机
第六章 控制电机
6.1 交流伺服电动机
6.1.4 特性和应用 2.应用举例
交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100 W，电源频率分50Hz、
400Hz等多种。它的应用很广泛：雷达系统中扫描天线的旋转、流
量和温度控制中阀门的开启、数控机床中的刀具运动、温度自动记
录等系统。
6.2 直流伺服电动机
控制电机的基本特点：体积小，功率小，通常在几 百瓦以下等。
在普通旋转电机的基础上产生的各种控制电 机与普通电机本质上并没有差别，只是着重点不 同：普通旋转电机主要是进行能量变换，要求有 较高的力能指标；而控制电机主要是对控制信号 进行传递和变换，要求有较高的控制性能，如要 求反应快、精度高、运行可靠等等。控制电机因 其各种特殊的控制性能而常在自动控制系统中作 为执行元件、检测元件和解算元件。
4. 控制电机的特点
1） 调速范围宽 2） 转子惯量小：能迅速的启动和停车 3 ）控制功率小，过载能力强
第六章 控制电机
控制电机—用于自动控制、 自动调节、远距离测量、 随动系统以及计算机装置中的微特电机。
分类：测量元件、放大元件、执行元件和校正 元件.
6.1 交流伺服电动机 6.2 直流伺服电动机 6.3 力矩电动机 6.4 小功率同步电动机 6.5 直线电动机
当WC 0 旋转磁场 脉动磁场 自转现象
6.1.3 消除自转现象的措施
对伺服电机的要求U2= 0 时，要求转子立即停止。
这时，虽然U2 =0V，U1仍存在，成单相运行状态ห้องสมุดไป่ตู้ 但和单相异步机不同。若单相电机启动运行后，出 现单相后仍转。伺服电机不同，单相电压时设备不 允许转。
消除自转的措施：交流伺服电机转子电阻 R2设计
椭圆磁场 机械特性
正向圆形 磁场
反向
椭圆磁场的机械特性
圆形
磁场
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6.1 交流伺服电动机
6.1.3 消除自转现象的措施
“自转”现象 如果交流伺服电动机参数与一般的单 相异步电动机一样， 那么当控制信号消失时，电机转速虽 会下降些，但仍会 继续不停地转动。这种失控现象称为 “自转”。
电阻率高
速度有抖动
小功率的 自动控制
系统
空心杯转 子
SK
薄壁园筒 形，放于 内外定子
之间
转动惯量小，运 行平滑，无抖动 现象，励磁电流
大，体积大
要求运行 平滑的系
统
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6.1 交流伺服电动机
6.1.2 基本工作原理
n0 60 f / P
f
C
C
1. 两相绕组相差90度电角度，两相绕组产生旋转磁场 2. 当有控制信号输入时，两相绕组产生旋转磁场， 该磁场与转子中的感应电流相互作用产生转矩
6.1 交流伺服电动机
伺服电动机的作用
伺服电动机的作用：驱动控制对象（执行元件）。 将电信号转换为轴上的转角或转速
特点：1、控制信号的有无控制伺服电动机的转动
或者停车；
2、被控对象的转距和转速受信号电压控制， 信号电压的大小和极性改变时，电动机的转动速度
和方向也跟着变化。
可控性
伺服电动机分类：
（根据使用电源的不同）
交流伺服电动机 直流伺服电动机。
直流伺服电动机输出功率较大，功率范围 为1～600瓦，有的甚至可达上千瓦；
交流伺服电动机输出功率较小，功率范围 一般为0.1～100瓦。
第六章 控制电机
6.1 交流伺服电动机
交流伺服电动机特点 1. 调速范围宽广，能在调速范围内连续
平滑调速。 2. 转子的惯性小，即能实现迅速启动、
不同点：两相绕组通常接在两个不同的交流电源
（二者频率相同）上
2. 转子有鼠笼转子 和杯形转子
励磁绕组
控制绕组
转子
第六章 控制电机
6.1 交流伺服电动机
两相交流伺服电动机性能特点,应用范围
种类
型 结构特
号
点
性能特点 应用范围
鼠笼式转 子
SL
类似于普 励磁电流小，体
通鼠笼转 积小，机械强度
子但细长， 高，低速不稳定，
停车。 3. 控制功率小(100瓦以下)，过载能力
强，可靠性好。
第六章 控制电机
6.1 交流伺服电动机
6.1.1 两相交流伺服电动机的结构
励磁
控制
绕组
绕组
6.1.1 两相交流伺服电动机的结构
1. 结构与单相电容式异步电动机结构类似，
定子上装有两个绕组 — 励磁绕组和控制绕组。
励磁绕组和控制绕组在空间相隔90。
直流伺服电动机通常用于功率稍大的系统中1～600W 工作原理及结构：结构和原理与普通的他励直流电
动机基本相同。只不过直流伺服电动机输出功率较
小而已。为减小转动惯量做得细长一些。
供电方式：他励。励磁绕组和电枢由两个独立电源