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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
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
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
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）
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
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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
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
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
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。
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。
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
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
“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”。
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
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。
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， 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
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
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、