电机驱动技术应用

2.4.4 伺服电动机认知及应用
类型 直流伺服电动机
交流伺服电动机
优点
缺点
应用
直流伺服电机的特
精确的速度控制， 电刷换向，速度限 性 较 交流伺服电机
转矩速度特性很硬，制，附加阻力，产 硬。通常应用于功
原理简单、使用方 生磨损微粒（对于 率稍大的系统中，
便，价格优势。 无尘室）
如随动系统中的位
置控制等。
输入的直流电能
转换成机械能输出
2.4.1 直流电动机认知及应用
励直 磁流 方电 式动 分机 为按
永磁 自励 他励
并励 串励 复励
a）
b）
c）
d）
图2- 45 直流电动机的励磁方式
a）他励 b）并励 c）串励 d）复励
2.4.1 直流电动机认知及应用
图2- 46 各种直流电动机实物图
2.4.1 直流电动机认知及应用
损，免维护；不产
优点
应用
缺点
结构简单、价格 便宜、精度较高 以及使用方便等 优点
在计算机的数字 开环控制系统中 应用广泛，例如 数控机床、印刷 设备、打印机、 自动记录仪等都 有应用
一是用得不好有 可能失步，二是 控制精度相对较 低，而且运动中 无法确定运动部 件的准确位子
但是对于工 作精度要求 不是很高的 领域一般都 可满足工作 要求。
良好的速度控制特
性，可实现平滑控
制，几乎无振荡；
高效率，90%以上，
交流伺服电动机的
不发热；高速控制；
输出功率一般为
高精确位置控制； 控制较复杂，驱动 0.1~100 W，电源频
额定运行区域内， 器参数需要现场调 率分50Hz、400Hz
实现恒力矩；低噪 整PID参数整定， 等多种。应用广泛，
音；没有电刷的磨 需要更多的连线。 如用在各种自动控
良好的调速性能
优
较大的起动转矩
点
过载能力等
低
直
机
流 电
电 压 电 路
动
应
用
生
产
机
械
电动自行车 电脑风扇 收录机电机等 大型轧钢设备 大型精密机床 矿井卷扬机 电缆设备 等
2.4.1 直流电动机认知及应用
调节励 磁电流
调节电枢 端电压
调速 方法
调串入电枢 回路的电阻
直流电动机的转向 控制可采用电枢电 压极性改变或励磁 电压极性改变来实 现，但两者不能同 时改变，否则电动 机运转方向不变。
对于三相异步电动机的运转方 向的改变只需通过改变交流电动机 供电电源的相序即可。当然，如果 采用变频器驱动电动机，转速和转 向均可通过变频器来实现。
2.4.2 交流电动机认知及应用
交流电动机的工作效率较高，又 没有烟尘、气味，不污染环境， 噪声也较小。由于它的一系列优 点，所以在工农业生产、交通运 输、国防、商业及家用电器、医 疗电器设备等各方面广泛应用。 特别是中小型轧钢设备、矿山机 械、机床、起重运输机械、鼓风 机、水泵及农副产品加工机械等 大部分采用三相异步电机来拖动 。
2.4.3 步进电动机认知及应用
步进电动机是将电脉冲信号转变 为角位移的执行机构。当步进驱动器 接收到一个脉冲信号，它就驱动步进 电机按设定的方向转动一个固定的角 度（即步距角）。根据步进电动机的 工作原理，步进电动机工作时需要满 足一定相序的较大电流的脉冲信号， 生产装备中使用的步进电机都配备有 专门的步进电机驱动装置，来直接控
2.4.3 步进电动机认知及应用
步进电动机的运行特性不仅与步进电动 机本身和负载有关，而且与配套使用的驱动 装置也有着十分密切的关系。现在使用的绝 大部分步进电机驱动装置都采用有硬件环形 脉冲分配器，与功率放大器集成在一起，共 同构成步进电动机的驱动装置，可实现脉冲 分配和功率放大两个功能。步进电动机驱动 装置上还设置有多种功能选择开关，用于实 现具体工程应用项目中驱动器步距角的细分 选择和驱动电流大小的设置。
任务2.4 电机驱动技术应用
知识与能力目标
1
熟悉直流电动机及其应用
2
熟悉交流电动机及其应用
3
了解步进电动机及其应用
4
了解伺服电动机及其应用
任务2.4 电机驱动技术应用
子任务一 直流电动机认知及应用
子任务二 子任务三 子任务四
交流电动机认知及应用 步进电机认知及应用 伺服电动机认识及应用
2.4.1 直流电动机认知及应用
2.4.2 交流电动机认知及应用
交流电动机是利用定子和转子之间的电磁相互作用， 将输入的交流电能转换成机械能输出的电动机。
异步电动机 分为
同步电动机
转子转速与旋 转磁场之间的
关系
电动机正常运 行通电的相数 分为
单相交流 电动机
三相交流 电动机
根据
2.4.2 交流电动机认知及应用
图2- 47 各种交流电动机实物图
2.4.3 步进电动机认知及应用
步进电动机在实际应用中
按照步进电机 和驱动器装置具体 的对应电气接口关 系连接好硬件线路
根据需要设置 好驱动器装置上步 距角细分选择与电 流设置开关
控制器只需要提 供一组控制步进电动 机转速和方向的mW 数量级功率的可调脉 冲序列就可驱动电动 机工作
1
2
3
2.4.3 步进电动机认知及应用
2.4.4 伺服电动机认知及应用
伺服电动机又称执行电动机，在 自动控制系统中，用做执行元件， 把所接收到的电信号转换成电动机 轴上的角位移或角速度输出。其主 要的特点是，当信号电压为零时无 自转现象，转速随着转矩的增加而 匀速下降。
2.4.4 伺服电动机认知及应用
直
伺
Baidu Nhomakorabea
流
服
电
动
机
交
流
伺服电动机的分类
2.4.2 交流电动机认知及应用
三相异步电动机的优点有良好的工作性能和 较高的性价比等
变频调速
►变频调速由于调速性能优越， 能平滑调速、调速范围广及效 率高等诸多优点，随着变频器 性价比的提高和应用的推广， 越来越成为最有效的调速方式。
变极调速
改变转差 率调速
三相异步电动 机的调速方法
2.4.2 交流电动机认知及应用
制与驱动步进电机的运转工作。
2.4.3 步进电动机认知及应用
步进电机
机电式 磁电式 直线式
永磁式 反应式 混合式
图2- 48 各种步进电动机及驱动装置实物图
2.4.3 步进电动机认知及应用
步进电动机受脉冲的控制，其转子的 角位移量和转速与输入脉冲的数量和脉冲 频率成正比，可以通过控制脉冲个数来控 制角位移量，从而达到准确定位的目的， 同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机 转动的速度和加速度，从而达到调速的目 的。步进电动机的运行特性还与其线圈绕 组的相数和通电运行方式有关。