第9章控制电机PPT推荐.ppt

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励磁方式励磁方式电磁式：

电磁式：

永磁式：

+Ua电磁式电磁式9.1伺服电动机伺服电动机If+Uf他励式、并励式、串励式。

他励式、并励式、串励式。

稀土永磁材料稀土永磁材料+Ua永磁式永磁式（如稀土钴、稀土钕铁硼）。

（如稀土钴、稀土钕铁硼）。

SMIaEESMIa大连理工大学电气工程系2.工作原理工作原理施加施加UaIa主磁通：

主磁通：

TnE电磁转矩：

电磁转矩：

T=CTIa电动势：

电动势：

E=CEn电枢电路电压方程：

电枢电路电压方程：

Ua=E+RaIan=UaCERaCECT2T9.1伺服电动机伺服电动机大连理工大学电气工程系3.控制方式及其特性控制方式及其特性

（1）电枢控制式电枢控制式Uf=UfN，Ua=Uc（控制电压）（控制电压）n=UcCENRaCECTN2TOTnUc3Uc2Uc1Uc3Uc2Uc1机械特性机械特性9.1伺服电动机伺服电动机T1T2T3T3T2T1控制特性控制特性OUcn大连理工大学电气工程系

（2）磁场控制式磁场控制式Ua=UaN，Uf=Uc（控制电压）（控制电压）忽略磁路饱和、不计电枢反应，则忽略磁路饱和、不计电枢反应，则=CUf=CUcn=UaNCECUcRaCECTC2Uc2TUc3Uc2Uc1Uc3Uc2Uc1机械特性机械特性控制特性控制特性非线性。

非线性。

直流伺服电动机的功率直流伺服电动机的功率1600W。

9.1伺服电动机伺服电动机OTn大连理工大学电气工程系1.基本结构基本结构

（1）定子定子

（2）转子转子二、交流伺服电动机二、交流伺服电动机空心杯形转子交流空心杯形转子交流伺服电动机的结构伺服电动机的结构示意图示意图9.1伺服电动机伺服电动机转子转子内定子内定子外定子外定子绕组绕组转轴转轴大连理工大学电气工程系

（1）当两相绕组分别加上相位相差当两相绕组分别加上相位相差90o的额定电的额定电压时。

压时。

对称两相运行对称两相运行ic和和if产生产生圆形旋转磁场圆形旋转磁场产生产生T转子旋转。

转子旋转。

如果如果uc反相，即改变反相，即改变ic和和if的相序的相序旋转磁场改变方向旋转磁场改变方向n的方向改变。

的方向改变。

同时减小同时减小uc和和uf而保持其而保持其90o的相位差的相位差圆形磁通势圆形磁通势的幅值的幅值Tn。

2.工作原理工作原理SM控制绕组控制绕组励磁绕组励磁绕组UcUf9.1伺服电动机伺服电动机cfIcIf大连理工大学电气工程系

（2）当当uc=0或或uc0，但，但uc和和uf同相位时。

同相位时。

电动机处在单相状态电动机处在单相状态脉振磁通势脉振磁通势F0。

静止时：

n=0，F0FFFRTFTRT=TFTRTF=TR，T=0，不能起动；

，不能起动；

正在运行时：

T0，转子继续旋转，转子继续旋转单相自转！

单相自转！

TOnn=f（TF）n=f（TR）n=f（T）普普通通异异步步电电动动机机nTOR2n=f（TF）n=f（TR）n=f（T）交交流流伺伺服服电电动动机机9.1伺服电动机伺服电动机大连理工大学电气工程系（3）Uf=UN，UcUN且保持相位差为且保持相位差为90o时，时，或者或者Uf=Uc=UN但两者的相位差小于但两者的相位差小于90o时。

时。

电动机处在不对称运行状态，将产生一个椭圆电动机处在不对称运行状态，将产生一个椭圆形旋转磁通势。

形旋转磁通势。

9.1伺服电动机伺服电动机SMUcUfcfFcFfIcIf椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的产生通势的产生椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的分解通势的分解大连理工大学电气工程系椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的产生通势的产生（uc和和uf大小不相等时大小不相等时）OFtFfFfmFcmFcF=Fc45oFcFfF90oF=Ff135oFcFfF180oF=Fc225oFcFfF270oF=Ff315oFcFfF360oF=Fc9.1伺服电动机伺服电动机大连理工大学电气工程系OFtFfFfmFcmFc45o90o135o180o225o270o315o360o9.1伺服电动机伺服电动机椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的产生通势的产生（uc和和uf大小不相等时大小不相等时）t=0o45o90o135o180o225o270o315o360o大连理工大学电气工程系t=0o45o90o135o180o225o270o315o360o9.1伺服电动机伺服电动机椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的产生通势的产生（uc和和uf大小不相等时大小不相等时）大连理工大学电气工程系OFtFfFfmFcmFct=0o45o90o135o180o225o270o315o9.1伺服电动机伺服电动机椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的产生通势的产生（uc和和uf大小不相等时大小不相等时）大连理工大学电气工程系FfFfm=FcmFcOFtF=Fc/2FcFfF90oFfFcF90o+2FfFcF180oF=Fc180o+2FcFfF270oFfFcF270o+2FfFcF360oF=Fc9.1伺服电动机伺服电动机椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的产生通势的产生（90o时时）大连理工大学电气工程系FfFfm=FcmFcOFt/290o90o+2180o180o+2270o270o+2360o90o290o+2180o180o+2270o2270o+t=0o360o9.1伺服电动机伺服电动机椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的产生通势的产生（90o时时）大连理工大学电气工程系9.1伺服电动机伺服电动机90o290o+2180o180o+2270o2270o+t=0o360o大连理工大学电气工程系FfFfm=FcmFcOFt椭圆形旋转磁椭圆形旋转磁通势的产生通势的产生（90o时时）t=0o90o2180o270o90o+2180o+2270o+29.1伺服电动机伺服电动机大连理工大学电气工程系椭圆形旋转磁通势的分解椭圆形旋转磁通势的分解FRFFF9.1伺服电动机伺服电动机大连理工大学电气工程系FRFFF9.1伺服电动机伺服电动机椭圆形旋转磁通势的分解椭圆形旋转磁通势的分解大连理工大学电气工程系FRFFF结论：

结论：

一个椭圆形旋转磁通势一个椭圆形旋转磁通势F可以分解为两个不等可以分解为两个不等幅、等速的相向旋转的幅、等速的相向旋转的圆形磁通势圆形磁通势FF和和FR。

FFFFRTFTRT=TFTR9.1伺服电动机伺服电动机椭圆形旋转磁通势的分解椭圆形旋转磁通势的分解大连理工大学电气工程系工作状态越不对称，工作状态越不对称，FF和和FR相差越小，相差越小，椭圆形越扁长，椭圆形越扁长，T越小，越小，n越低。

越低。

例如例如保持保持=90o和和Uf不变，改变不变，改变Uc的大小的大小Uc由由0UfFF增强增强FR减弱减弱0nnmax椭圆形旋转磁场椭圆形旋转磁场两个旋转磁场两个旋转磁场（脉振磁场）（脉振磁场）一个旋一个旋转磁场转磁场如果改变如果改变uc的相位，则的相位，则F的旋转方向改变，的旋转方向改变，使使T反向，从而改变反向，从而改变n的方向。

的方向。

9.1伺服电动机伺服电动机大连理工大学电气工程系

（1）两相控制两相控制保持保持=90o和和Uc=Uf，同时改变，同时改变Uc和和Uf的大小（始终为对称运行）。

的大小（始终为对称运行）。

（2）幅值控制幅值控制保持保持=90o和和Uf=UN，改变，改变Uc的大小。

的大小。

（3）相位控制相位控制保持保持Uc=Uf=UN，改变，改变的大小。

（4）幅相控制幅相控制同时改变同时改变uc的大小和相位。

的大小和相位。

交流伺服电动机的功率和频率：

0.1100W，50Hz、400Hz等。

等。

3.控制方式控制方式9.1伺服电动机伺服电动机大连理工大学电气工程系交流伺服电动机交流伺服电动机9.1伺服电动机伺服电动机更多的图片更多的图片大连理工大学电气工程系交流伺服电动机交流伺服电动机9.1伺服电动机伺服电动机更多的图片更多的图片大连理工大学电气工程系9.2直流力矩电动机（直流力矩电动机（MT）一种特殊类型的伺服电动机。

一种特殊类型的伺服电动机。

主要特点主要特点能长期处于堵转状态下工作。

能长期处于堵转状态下工作。

低转速、高转矩。

反应速度快、机械特性线性度好、低速稳定性好。

用途用途用于对位置、速度的控制精度要求较高的系统。

用于对位置、速度的控制精度要求较高的系统。

1.基本结构基本结构2.工作原理工作原理第第9章章控制电机控制电机大连理工大学电气工程系一、一、基本结构基本结构NSNSNSNSNSNSNSNSNSNS刷架环刷架环转子绕组转子绕组电刷电刷结构结构特点特点扁平形，带槽的定子圆盘中嵌入永磁体。

扁平形，带槽的定子圆盘中嵌入永磁体。

有分装式和内装式两种结构形式。

直流力矩电动机直流力矩电动机的结构式意图的结构式意图转子铁心转子铁心9.2直流力矩电动机直流力矩电动机定子定子大连理工大学电气工程系直流力矩电动机直流力矩电动机9.2直流力矩电动机直流力矩电动机更多的图片更多的图片大连理工大学电气工程系1.长期堵转运行时，要求温度长期堵转运行时，要求温度max。

与与max对应的对应的Iamax称为连续堵转电流称为连续堵转电流Ib。

与与Ib对应的有：

连续堵转转矩对应的有：

连续堵转转矩Tb、连续堵转、连续堵转电压电压Ub、连续堵转功率、连续堵转功率Pb。

Pb=UbIb，二、工作原理二、工作原理Ib=（Ra为电枢电阻）为电枢电阻）UbRa2.受定子永磁体去磁条件限制的参数受定子永磁体去磁条件限制的参数峰值堵转电流峰值堵转电流IP、峰值堵转转矩、峰值堵转转矩Tb、峰值、峰值堵转电压堵转电压UP、峰值堵转功率、峰值堵转功率PP。

PP=UPIP，IP=（Ra为电枢电阻）为电枢电阻）UPRa9.2直流力矩电动机直流力矩电动机大连理工大学电气工程系9.3步进电动机步进电动机功能功能将电脉冲信号转换成转角或转速信号。

将电脉冲信号转换成转角或转速信号。

转角转角脉冲信号的个数；

脉冲信号的个数；

转速转速n脉冲信号的频率。

脉冲信号的频率。

用途用途高精度的角度控制。

高精度的角度控制。

分类分类按定子相数不同