电机新型控制技术

• 应用：1、永磁无刷直流电机广泛应用于计算机外围设备( 如硬盘、软盘和光盘存储器)、家电产品、医疗器械和电 动车上，目前无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组 成的磁钢，并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也 被广泛应用。 • 2、汽车净化器多采用直流无刷电动机带动离心式风叶， 以排出污浊空气。电动机本体是根据电机电路方案来确定， 常用二相桥式换相驱动电路。内定子绕组可以较方便地绕 在铁心齿上。电机做成外转子式结构，定子和定子绕组放 在转子内部。换相驱动电路采用专用集成电路(ASIC)，电 路简单，并有控制保护功能。 • 3、工业缝纫机用无刷直流电动机，其优点为可以实现正 反转．快速启动与制动(100ms)，定位精度高，过载能力
应用：直线电机主要应用于三个方面：一是应用于自动控 制系统，这类应用场合比较多；其次是作为长期连续运行 的驱动电机；三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大 的直线运动能的装置中。 • 此外磁悬浮列车是直线电机实际应用的最典型的例子， 美、英、日、法、德、加拿大等国都在研制直线悬浮列车， 其中日本进展最快。
（3）无滑环绕线转子感应电动机
• 原理：该电机采用一种全新的定子、转子绕组结构，在谐 波起动技术的基础上运用独特的谐波起动原理，针对大型 绕线转子电机的特点，提出一种实现谐波起动方法的定子 绕组的新接法，这种定子绕组的新接法利用“全绕组起动” 的概念构造，它具有线圈工艺性好，起动特性优良，控制 简单，正常运行时又可切换为标准绕组的特点；而转子绕 组则利用“无感”的概念和复合线圈技术，提出在大型电 机转子上采用圆铜线构成“软绕组”，它与传统的矩形截 面导线构成的“硬绕组”相比，其槽形可根据要求灵活设 计，并可减少转子线圈端部用铜量，在保证槽内有效用铜 量相等的情况下，最多可节省10%左右的用铜量。这既减 小了转子的铜耗又提高了电机的功率因数。由于去掉了滑
开关磁阻电动机原理－磁阻电机
• 特点：1、开关磁组电动机调速系统之所以能在现代调速系统中异军 突起，主要是因为它卓越的系统性能，主要表现在：结构简单；电动 机结构简单、成本低、可用于高速运转。SRD的结构比鼠笼式感应电 动机还要简单。其突出的优点是转子上没有任何形式的绕组，因此不 会有鼠笼感应电机制造过程中铸造不良和使用过程中的断条等问题。 • 2、电路可靠；功率电路简单可靠。因为电动机转矩方向与绕组电流 方向无关，即只需单方相绕组电流，故功率电路可以做到每相一个ห้องสมุดไป่ตู้ 率开关。对比异步电动机绕组需流过双向电流，向其供电的PWM变 频器功率电路每相需两个功率器件。因此，开关磁阻电动机调速系统 较PWM变频器功率电路中所需的功率元件少，电路结构简单。 • 3、系统可靠性高；系统可靠性高。从电动机的电磁结构上看，各项 绕组和磁路相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。而不像
• 特点：1、新型电机转子回路中不再含有滑环碳刷， 起动时转子回路中不串入电阻，其外观形同鼠笼 电机，它与传统绕线转子电机一样能够做到低起 动电流、高起动转矩，同时它更具有高过载能力， 高效率，高功率因数，高可靠性等突出特点。 • 2、控制也极为简便，只需两个三相开关就可完成。 它不需要进相机等功率因数补偿装置，也不需要 强力风扇对滑环碳刷进行强制降温。
（2）无刷直流电动机
• 原理：无刷永磁 电动机伺服系统 主要由4个部分 组成：永磁同步 电动机MS、转 子位置检测器 BQ、逆变器和 控制器。
外转子无刷直流永磁电动机
• 特点：1、无刷电机以电子换向取代机械换向，无机械摩 擦，无磨损，无电火花，免维护且能做到更加密封等特点 所以技术上要优于有刷电机。 • 2、无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能积的稀 土钕铁硼材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容 量三相异步电动机缩小了一个机座号。 • 3、无刷直流电机的高效率，高效区域大，功率和转矩密 度高，功率因数（COSΦ）接近1，系统效率＞90%,永磁 无刷直流电机在任何情况下转子都是同步运行，交流流频 电机是变频调速，无刷直流电机是调速变频，电机在同步 转速下运行，转子既无铜耗又无铁耗。
（5）超声波电机
• 原理：超声波电机就是利用超声波频率范围内的机械振动 来获得动力源的装置，借助摩擦传递弹性超声波振动以获 得动力。超声波电机获得能量的超声波振动源又与压电陶 瓷有着密切联系，当对压电陶瓷施加交变电压时，压电陶 瓷本身或压电陶瓷和金属的混合体就会产生周期性地伸缩， 即逆压电效应，通过这种伸缩，电机产生了动力。 • 人耳所能听到的的声音频率约为20Hz-20KHZ，而当频率 超过20KHz以上，人耳便无法辨识，成为超声波。对超声 波电机的压电材料输入电压所产生的是晶体的形变，因此 利用压电材料来带动转子，其前进的距离相当小，约是微 米等级，因此若要此电机做长距离运动，就必须输入超声
• 应用：它被广泛用于建材、矿山、冶金、发电、 石化等工业领域诸如球磨机、破碎机、轧钢机、 压缩机等大型设备的拖动。
（4）开关磁阻电动机
• 原理：开关磁阻电动机调速系统所用的开关磁阻电动机 （SRM）是SRD中实现机电能量转换的部件，也是SRD 有别于其他电动机驱动系统的主要标志。SRM系双凸极可 变磁阻电动机，其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而 成。转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组， 径向相对的两个绕组联接起来，称为“一相”，SR电动机可 以设计成多种不同相数结构，且定、转子的极数有多种不 同的搭配。相数多、步距角小，有利于减少转矩脉动，但 结构复杂，且主开关器件多，成本高，现今应用较多的是 四相（8/6）结构和三相（12/8）结构。
本次主要为大家介绍了五种新型电机的控制
自动化121501
（1）直线电动机
• 原理：直线电机是一种将电能直接 转换成直线运动机械能，而不需要 任何中间转换机构的传动装置。 它可以看成是一台旋转电机按径向
SUPT直线电机B系列
• 特点： 1、结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变 成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简 化，重量和体积大大地下降； • 2、定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以 实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位 误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以大大地 提高整个系统的定位精度； • 3、反应速度快、灵敏度高，随动性好。直线电机容易做 到其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保 持一定的空气隙而不接触，这就消除了定、动子间的接触 摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随 动性； • 4、工作安全可靠、寿命长。直线电机可以实现无接触传 递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因 而工作安全可靠、寿命长。
超声波电机
• 特点: 1、超声波电机弹性振动体的振动速度和依靠摩擦传递能量的 方式决定了它是一种低速电机，同时其能量密度是电磁电机的5到10 倍左右，使得它不需要减速机构就能低速时获得大转矩，可直接带动 执行机构。 • 2、超声波电机的构成不需要线圈与磁铁，本身不产生电磁波，所以 外部磁场对其影响较小。 • 3、超声波电机断电时，定子与转子之间的静摩擦力使电机具有较大 的静态保持力矩，从而实现自锁，省去了制动闸，简化了定位控制， 其动态响应时间也较短。 • 4、超声波电机依靠定子的超声振动来驱动转子运动，超声振动的振 幅一般在微米数量级，在直接反馈系统中，位置分辨率高，容易实现 较高的定位控制精度。
• 应用：1、南京瑞鹏科技有限公司成功开发了用于5kg滚筒洗衣机的 SRD专用系统，取得了令人振奋的效果。 • 系统的“标准洗”，滚筒的转速为57转/分钟；而“轻柔洗”、“丝绒洗”滚 筒转速则为25转/分钟。真正做到高档织物不损伤。“脱水”时滚筒转速 可在400转/分钟至1200转/分钟之间任意设定选取。 • 系统还为洗衣机的各种动作设计了专用程序。如为正转、反转洗涤设 计了特定的起动、加速、减速程序，可有效的提高衣物的洗净率。为 漂洗和脱水分别设计了特定的起动、均布升速程序，有效避免在脱水 时由于衣物在滚筒上分布不均而造成的振动和噪声；而对于根本不可 能均匀分布的洗涤物，则可智能地为其选择较低的脱水转速。 • 2、开关磁阻调速电动机系统除了具有变频调速系统的一系列优点外， 它具有比变频调速系统更高的电能 — 机械能转换效率，特别是在中、
• 应用: 1、超声波电机可用于照相机的自动聚焦系 统的驱动器；航空航天领域的自动驾驶仪伺服驱 动器；机器人或微型器械自动控制系统的驱动器； 高级轿车门窗和座椅靠头调节的驱动装置；窗帘 或百叶窗自动启闭装置； • 2、医学领域的人造心脏驱动器、人工关节驱动器； 强磁场环境下设备的驱动装置，如磁悬浮列车的 控制系统；不希望驱动装置产生磁场的场合，如 磁通门的自动测试转台等。