n第六章控制电机资料PPT课件

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（2）交流伺服电机 R2设计得较大，使Sm>1，Tst大， 启动迅速，稳定运行范围大。
（3）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。
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第六章 控制电机
交流伺服电动机的机械特性如图所示。 n
o
T 不同控制电压下的机械特性曲线
2）控制方法
n
直流伺服电机的机械特性 与他励直流电机相同一样.
nKUEΦ 2 KEK RaTΦ2T
T
O
直流伺服电动机的
由机械特性可知：
n=f(T)曲线(U1=常数)
(1) 一定负载转矩下，当磁通不变时，U2 n。
(2) U2=0时，电机立即停转。
电动机反转：改变电枢电压的极性，电动机反转。
第六章 控制电机
控制绕组
杯形转子: 1、减少转动惯量；
2、提高电阻R2 使 Sm=R2/X20 >1，
避免“自转”现象。
内定子 外定子 励磁绕组
第六章 控制电机
23ຫໍສະໝຸດ 514交流杯形伺服电动机 1 励磁绕组； 2 控制绕组； 3 内定子； 4 处定子； 5转子；
第六章 控制电机
2）工作原理
I1
U C
+–
+
U
–
控制信号
第六章 控制电机 6.1.2测速发电机
测速发电机是一种转速测量传感器。用来测量旋 转装置的转速，向控制电路提供与转速大小成正比的 信号电压。测速发电机分为交流和直流两种类型。
交流测速发电机又分为同步式和异步式两种，这 里只分析异步式交流测速发电机的工作原理。
EKen 由于恒定，故E与被测转速 n成正比
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T 正转 反转
T'
0
1
2 s'
2
T1
0 s"
T"
交流伺服电动机的
T=f(s)曲线（U2=0时）
当U2=0V时，脉动磁场分成的正反向旋转磁场产生
的转距T、T 的合成转矩 T 与单相异步机不同。合
成转矩的方向与旋转方向相反，所以电机在U2=0V时， 能立即停止，体现了控制信号的作用(有控制电压时
转动，无控制电压时不转)，以免失控。
第六章 控制电机
异步式交流测速发电机的结构与杯形转子交流伺
服电机相似，它的定子上有两个绕组，一个是励磁绕
组，一个是输出绕组。
输出绕组
•1 •
定子
•
I1
+
U 1
励磁 绕组
Φ1
–
•
输出
励磁绕组
绕组
转子
+ U 2 –
第六章 控制电机
工作时，测速发电机的励磁绕组接交流电
源U1，由 U1 4.44 f1N11 可知：
交流伺服电动机的特点：
（1）U2= 0 时，转子停止。 这时，虽然U2 =0V，U1仍存在，似乎成单 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，单相电压时设备不能转。
原因：交流伺服电机 R2设计得较大。所以 在U2=0时，交流伺服电机的T=f(s)曲线如下 页图：
n=f(T), U1=常数
在励磁电压不变的情况下，随着控制电压的 下降，特性曲线下移。在同一负载转矩作用时， 电动机转速随控制电压的下降而均匀减小。
第六章 控制电机
应用:
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，如
用在各种自动控制、自动记录等系统中。
伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输 入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角 速度，驱动控制对象。
伺服电动机可控性好，反应迅速。是自动控 制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。 伺服电动机可分为两类：
交流伺服电动机 直流伺服电动机
第六章 控制电机
6.1.1交流伺服电动机
两相交流异步电机。它的定子上装有空间互差 90的两个绕组：励磁绕组和控制绕组。
应用：
直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。通常 应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控 制等。
直流伺服电机输出功率一般为1-600W。
第六章 控制电机
问题一：交流伺服电动机当控制电压为零 时，为什么能够迅速停止 ？
因为交流伺服电动机转子电阻很大，使发生最大 电磁转矩的转差率ｓm＞1。这样，伺服电动机单相运行产 生的合成转矩将和普通鼠笼转子的情况相反。转子电阻很 大时，脉振磁场分解的正、反相旋转磁场在ｓ＞1时产生的 电磁转矩将比在ｓ＜1时产生的转矩大，所以运行中，若交 流伺服电动机控制电压为零，伺服电动机处于单相运行状 态，此时与转子同向的旋转磁场产生的转矩将小于与转子 反向的旋转磁场产生的转矩。因而总的合成电磁转矩将变 成制动转矩，在电磁制动转矩的作用下，电动机就能够迅 速停止。
第六章 控制电机
1伺服电动机
2测速发电机 3自整角机 4步进电动机
通常的电机是进行能量 的转换的装置，其主要问题 是提高能量转换的效率，而 控制电机的主要任务是转换 和传递控制信号，能量的转 换是次要的。
控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、 重量 轻、体积小、耗电少、运行可靠等。
第六章 控制电机
第六章 控制电机 6.1伺服电动机
检 测 元 件
放 大 器
+
U
U+1
I 2
–
– 励磁绕组
+ U 2 –
控制绕组
U 1
I1
1 1
(b) 相量图
U U C
(a）接线图
励磁绕组串联电容C , 是 为了产生两相旋转磁场。
适当选择电容的大小，可使 通入两个绕组的电流相位差 接近90,
第六章 控制电机
控制信号
+
U
检 测
放 大
I 2
+U 2 –
元器
–
件
控制绕组
与电控源制电电压压U
U 2
频
率相同，相位相
同或反相。
工作时两个绕组中产生的电流 I1 和 I 2 的相位差近于90º，
因此便产生两相旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子便转
动起来。
加在控制绕组上的控制电压反相时(保持励磁电压不变)， 由于旋转磁场的旋转方向发生变化，使电动机转子反转。
交流伺服电动机的特点：在电动机运行时如果控制电压 变为零，电动机立即停转。
1 U1
当被测转动轴带动发电机转子旋转时，转
子切割1产生转子感应电势ET和转子电流IT有：
ITET 1n 转子电流 IT也产生磁通T ，T 在输出绕组 中感应出电压U2 ： U2 T
第六章 控制电机
6.1.2直流伺服电动机
1）结构特点
直流伺服电动机的结构与直流电动机基本相 同。只是为减小转动惯量，电机做得细长一些。
励磁绕组和电枢绕组 分别由两个独立的电源 供电的他励方式
U1为励磁电压， U2为电枢电压
I2
I1
放+
+
U 大 U2 M U1
器–
–
直流伺服电动机的接线图
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