自动控制元件学习教材PPT课件
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Bp
式中
l
Bp -- 每一极下的气隙平均磁密:
-- 每极总磁通，单位为韦伯（Wb）； -- 极距， = 电枢圆周长/极数，单位是米。
D 2 p
Dn 60
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
2p ep n 60
1.3 直流测速发电机的误差及其减小方法 1.5 直流测速发电机的性能指标 使用和 发展方向
1.1.1 直流电势是怎样产生的
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
图1-1 环形绕组原理图
图1-2 等效电路
1.1.1 直流电势是怎样产生的
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
每一导体的感应电势；
一对电刷间的串联导体数。
ei Bxlv
式中 Bx--为导体所在点的磁通密度； l -- 导体在磁场中的长度（电枢铁心的长度）； v -- 导体切割磁通的线速度（电枢的圆周速度）。
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
e p B p lv
绪
论
三、主要参考书：
1、陈隆昌编著《控制电机》 西安电子科技大学出版社；
2、梅晓榕编著《自动控制元件及线路》
哈尔滨工业大学出版社；
3、刘向群编著《自动控制元件》（电磁类）
北航出版社： 4、秦曾煌编著《电工技术》（电机部分） 高等教育出版社。
第一章 直流测速发电机
从能量转换的角度来看，它把机械能转换为电能， 输出直流电；从信号转换的角度来看，它把转换信号 转换成电压信号，其值和转速成正比，即
置等组成。 转子由电枢铁心、电枢绕组、换向器、轴等组成。 一般小型电机的轴是通过轴承支撑在端盖上。
1.1.2
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
直流电机基本结构
1、定子铁心和激磁绕组 磁极 ：用 0.35 ～ 0.55mm 的电工钢片叠压而成。 磁极的极掌（极靴）较 极身为宽。
图1-8 塑料换向器剖面图
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
图1-1 环形绕组原理图
图1-2 等效电路
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
Ea ei
i 1
s
………………… 5-1
式中:
ei -S --
3
4 5
电枢
电刷座 电刷
6
7 8
换向器
激磁绕组 端盖
9
空气隙
10 轴承
1.1.2 直流电机基本结构
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
直流电机总体结构可以分为两大部分： 静止部分（定子）；旋转部分（转子） 定子和转子之间存在间隙（称为空气隙）
定子由定子铁心、激磁绕组、机壳、端盖和电刷装
自动控制元件电子教案
海军航空工程学院 电气工程与电工基础教研室
主要内容
绪论 直流测速发电机 直流伺服电动机 自整角机 旋转变压器 交流伺服电动机 步进电机
绪
论
一、控制元件的作用和分类
1、执行元件。它的职能是驱动控制对象，直接完 成控制任务。 2 、测量元件。它的职能是将被测量检测出来并转 换成一种容易处理和使用的量。测量元件又称 为传感器。 3 、放大元件。它的职能是将微弱信号放大，以便 最后驱动执行元件。 4 、校正元件。其作用是改善系统的性能，使系统 正常可靠地工作并达到规定的性能指标。
绪
论
二、本课程的主要内容
介绍控制系统中常见的执行元件和测量元件。 作为执行元件的控制电机包括各种直流伺服电
动机，交流伺服电动机，步进电动机和小功率同 步电动机等。作测量元件的控制电机包括 自整角 机，旋转变压器，交、直流测速发电机等。控制
电机是最重要的一大类控制元件，也是本课程的 主要内容。
绪 论
图1-6 电枢铁心冲片
图1-7 电枢铁心和绕组
1.1.2
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
直流电机基本结构
3、换向器和电刷
换向器是由许多换向片（铜片）叠装面成。换向片之 间用云母绝缘，各换向片和元件联接。
电刷放在电刷座中，用弹簧将它压在换向器上，使之和 换向器有良好的滑动接触。 在直流电机中，电 刷和换向器的作用是将 是枢绕组中的交变电势 转换成电刷间的直流电 势。
激磁绕组由铜线绕制而 成，套在磁极上。
当激磁极绕组通以直电 时就产生磁通，形成N、 S极。
图1-5 定子结构简图
1.1.2
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
直流电机基本结构
2、电枢铁心和电枢绕组
用0.35～0.5mm电工钢片的冲片叠压而成 电枢绕组：将绝缘铜导线预先制成元件，并嵌在槽内，然后 将元件的两个端头，按照一定的规律接到换向器上。
U =Kn
式中 U -- 测速发电机的输出电压；
n -- 测发电机的转速；K --比例系数。
测速发动机的输出电压能表征转速。因而可以用
来测速，故得名测速发电机。
第一章 直流测速发电机
1.1 1.2 1.4
直流发电机的工作原理和结构 直流测速发电机及其输出特性 直流测速发电机的应用
三、如何学好本课程
1、在学习过程中，要由浅入深地研究和分析其中 的电磁关系和它们的基本原理与特性。
2、要掌握重点。要集中精力掌握一些基本规律和 一些主要理论。对于一些枝节问题可不必过于深 究。 3、要用辩证法的观点，将各种控制电机联系起来， 着重分析和掌握一些共同规律，同时也研究每个 电机所具有的特殊性质。
N
8 7 6
3 4 5 2 1 16
9
10 11
6
7 8 9 10 11
12
5
13
鼓 形 铁 心
15
4
14 13
12
14
3
2 1 16
15
图1-3 直流电机示意图
S
示
1.1.2 直流电机基本结构
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构 图1-4 直流电机结构简图 1 2 机壳 定子铁心
若电枢绕组总有效导体数为N，绕组的并联支路对数为a， 则每支路的导体数即为 N/2a。由此可得电枢绕组的感应电 势为：
来自百度文库
2p N pN Ea n n 60 2a 60a
则
令
pN ce 60a
Ea Ce n
1.1.3 直流电势的大小
式中
l
Bp -- 每一极下的气隙平均磁密:
-- 每极总磁通，单位为韦伯（Wb）； -- 极距， = 电枢圆周长/极数，单位是米。
D 2 p
Dn 60
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
2p ep n 60
1.3 直流测速发电机的误差及其减小方法 1.5 直流测速发电机的性能指标 使用和 发展方向
1.1.1 直流电势是怎样产生的
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
图1-1 环形绕组原理图
图1-2 等效电路
1.1.1 直流电势是怎样产生的
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
每一导体的感应电势；
一对电刷间的串联导体数。
ei Bxlv
式中 Bx--为导体所在点的磁通密度； l -- 导体在磁场中的长度（电枢铁心的长度）； v -- 导体切割磁通的线速度（电枢的圆周速度）。
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
e p B p lv
绪
论
三、主要参考书：
1、陈隆昌编著《控制电机》 西安电子科技大学出版社；
2、梅晓榕编著《自动控制元件及线路》
哈尔滨工业大学出版社；
3、刘向群编著《自动控制元件》（电磁类）
北航出版社： 4、秦曾煌编著《电工技术》（电机部分） 高等教育出版社。
第一章 直流测速发电机
从能量转换的角度来看，它把机械能转换为电能， 输出直流电；从信号转换的角度来看，它把转换信号 转换成电压信号，其值和转速成正比，即
置等组成。 转子由电枢铁心、电枢绕组、换向器、轴等组成。 一般小型电机的轴是通过轴承支撑在端盖上。
1.1.2
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
直流电机基本结构
1、定子铁心和激磁绕组 磁极 ：用 0.35 ～ 0.55mm 的电工钢片叠压而成。 磁极的极掌（极靴）较 极身为宽。
图1-8 塑料换向器剖面图
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
图1-1 环形绕组原理图
图1-2 等效电路
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
Ea ei
i 1
s
………………… 5-1
式中:
ei -S --
3
4 5
电枢
电刷座 电刷
6
7 8
换向器
激磁绕组 端盖
9
空气隙
10 轴承
1.1.2 直流电机基本结构
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
直流电机总体结构可以分为两大部分： 静止部分（定子）；旋转部分（转子） 定子和转子之间存在间隙（称为空气隙）
定子由定子铁心、激磁绕组、机壳、端盖和电刷装
自动控制元件电子教案
海军航空工程学院 电气工程与电工基础教研室
主要内容
绪论 直流测速发电机 直流伺服电动机 自整角机 旋转变压器 交流伺服电动机 步进电机
绪
论
一、控制元件的作用和分类
1、执行元件。它的职能是驱动控制对象，直接完 成控制任务。 2 、测量元件。它的职能是将被测量检测出来并转 换成一种容易处理和使用的量。测量元件又称 为传感器。 3 、放大元件。它的职能是将微弱信号放大，以便 最后驱动执行元件。 4 、校正元件。其作用是改善系统的性能，使系统 正常可靠地工作并达到规定的性能指标。
绪
论
二、本课程的主要内容
介绍控制系统中常见的执行元件和测量元件。 作为执行元件的控制电机包括各种直流伺服电
动机，交流伺服电动机，步进电动机和小功率同 步电动机等。作测量元件的控制电机包括 自整角 机，旋转变压器，交、直流测速发电机等。控制
电机是最重要的一大类控制元件，也是本课程的 主要内容。
绪 论
图1-6 电枢铁心冲片
图1-7 电枢铁心和绕组
1.1.2
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
直流电机基本结构
3、换向器和电刷
换向器是由许多换向片（铜片）叠装面成。换向片之 间用云母绝缘，各换向片和元件联接。
电刷放在电刷座中，用弹簧将它压在换向器上，使之和 换向器有良好的滑动接触。 在直流电机中，电 刷和换向器的作用是将 是枢绕组中的交变电势 转换成电刷间的直流电 势。
激磁绕组由铜线绕制而 成，套在磁极上。
当激磁极绕组通以直电 时就产生磁通，形成N、 S极。
图1-5 定子结构简图
1.1.2
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
直流电机基本结构
2、电枢铁心和电枢绕组
用0.35～0.5mm电工钢片的冲片叠压而成 电枢绕组：将绝缘铜导线预先制成元件，并嵌在槽内，然后 将元件的两个端头，按照一定的规律接到换向器上。
U =Kn
式中 U -- 测速发电机的输出电压；
n -- 测发电机的转速；K --比例系数。
测速发动机的输出电压能表征转速。因而可以用
来测速，故得名测速发电机。
第一章 直流测速发电机
1.1 1.2 1.4
直流发电机的工作原理和结构 直流测速发电机及其输出特性 直流测速发电机的应用
三、如何学好本课程
1、在学习过程中，要由浅入深地研究和分析其中 的电磁关系和它们的基本原理与特性。
2、要掌握重点。要集中精力掌握一些基本规律和 一些主要理论。对于一些枝节问题可不必过于深 究。 3、要用辩证法的观点，将各种控制电机联系起来， 着重分析和掌握一些共同规律，同时也研究每个 电机所具有的特殊性质。
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图1-3 直流电机示意图
S
示
1.1.2 直流电机基本结构
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构 图1-4 直流电机结构简图 1 2 机壳 定子铁心
若电枢绕组总有效导体数为N，绕组的并联支路对数为a， 则每支路的导体数即为 N/2a。由此可得电枢绕组的感应电 势为：
来自百度文库
2p N pN Ea n n 60 2a 60a
则
令
pN ce 60a
Ea Ce n
1.1.3 直流电势的大小