大学考研-电动与拖动课件-第9章控制电机.ppt
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1、大连理工大学电气工程系,第 9 章 控制电机,9.2 直流力矩电动机,9.3 步进电动机,9.4 测速发电机,9.5 自整角机,9.6 旋转变压器,*9.7 感应同步器,9.1 伺服电动机,第 9 章 控制电机,9.2 直流力矩电动机,9.3 步进电动机,9.4 测速发电机,9.5 自整角机,9.6 旋转变压器,*9.7 感应同步器,9.1 伺服电动机,电机与拖动,返回主页,大连理工大学电气工程系,9.1 伺服电动机,伺服电动机 执行电动机。功能 将电压信号转换成转角或转速信号。种类 直流伺服电动机、交流伺服电动机。,1.直流伺服电动机,2.交流伺服电动机,第9 章 控制电机,大连理工大学电气
2、工程系,一、直流伺服电动机,1.基本结构 与普通小型直流电动机相同。励磁方式 电磁式:永磁式:,+Ua,电磁式,9.1 伺服电动机,+Uf,他励式、并励式、串励式。稀土永磁材料,+Ua,永磁式,(如稀土钴、稀土钕铁硼)。,E,E,大连理工大学电气工程系,2.工作原理,施加 Ua,Ia,主磁通:,T,n,E,电磁转矩:T=CT Ia 电动势:E=CE n电枢电路电压方程:Ua=E+Ra Ia,9.1 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,(1)电枢控制式 Uf=UfN,,Ua=Uc(控制电压),Uc3Uc2Uc1,机械特性,9.1 伺服电动机,T3T2T1,控制特性,大连理工
3、大学电气工程系,(2)磁场控制式,Ua=UaN,Uf=Uc(控制电压)忽略磁路饱和、不计电枢反应,则=C Uf=C Uc,Uc3Uc2Uc1,机械特性,控制特性 非线性。直流伺服电动机的功率 1 600 W。,9.1 伺服电动机,大连理工大学电气工程系,1.基本结构(1)定子(2)转子,二、交流伺服电动机,空心杯形转子交流伺服电动机的结构示意图,9.1 伺服电动机,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 90o 的额定电 压时。对称两相运行 ic 和 if 产生 圆形旋转磁场产生 T 转子旋转。如果 uc 反相,即改变 ic 和 if 的相序旋转磁场改变方向 n 的方向改变。
4、同时减小 uc 和 uf 而保持其 90o 的相位差圆形磁通势 的幅值 T n。,2.工作原理,SM,控制绕组,励磁绕组,9.1 伺服电动机,大连理工大学电气工程系,(2)当 uc=0 或 uc 0,但 uc 和 uf 同相位时。,电动机处在单相状态脉振磁通势 F0。,静止时:n=0,,F0,FFFR,TFTR,T=TFTR,TF=TR,T=0,不能起动;,正在运行时:,T 0,转子继续旋转 单相自转!,普通异步电动机,R2,交流伺服电动机,9.1 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 90o 时,或者 Uf=Uc=UN 但两者的相位差小于 90o 时
5、。,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。,9.1 伺服电动机,椭圆形旋转磁通势的产生,椭圆形旋转磁通势的分解,大连理工大学电气工程系,椭圆形旋转磁通势的产生(uc 和 uf 大小不相等时),9.1 伺服电动机,大连理工大学电气工程系,9.1 伺服电动机,椭圆形旋转磁通势的产生(uc 和 uf 大小不相等时),大连理工大学电气工程系,9.1 伺服电动机,椭圆形旋转磁通势的产生(uc 和 uf 大小不相等时),大连理工大学电气工程系,9.1 伺服电动机,椭圆形旋转磁通势的产生(uc 和 uf 大小不相等时),大连理工大学电气工程系,9.1 伺服电动机,椭圆形旋转磁通势的产生(90
6、o 时),大连理工大学电气工程系,90o,180o,270o,t=0o,360o,9.1 伺服电动机,椭圆形旋转磁通势的产生(90o 时),大连理工大学电气工程系,9.1 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产生(90o 时),9.1 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,9.1 伺服电动机,大连理工大学电气工程系,9.1 伺服电动机,椭圆形旋转磁通势的分解,大连理工大学电气工程系,结论:一个椭圆形旋转磁通势 F 可以分解为两个不等 幅、等速的相向旋转的 圆形磁通势 FF 和 FR。,FFFR,TFTR,9.1 伺服电动机,椭圆形旋转磁通势的分解,大连理
7、工大学电气工程系,工作状态越不对称,FF 和 FR 相差越小,椭圆形越扁长,T 越小,n 越低。例如保持=90o 和 Uf 不变,改变 Uc 的大小,Uc 由 0,Uf,FF 增强FR 减弱,0nnmax,椭圆形旋转磁场,两个旋转磁场(脉振磁场),一个旋转磁场,如果改变 uc 的相位,则 F 的旋转方向改变,使 T 反向,从而改变 n 的方向。,9.1 伺服电动机,大连理工大学电气工程系,(1)两相控制 保持=90o 和 Uc=Uf,同时改变Uc 和 Uf 的大小(始终为对称运行)。(2)幅值控制 保持=90o 和 Uf=UN,改变 Uc 的大小。(3)相位控制 保持 Uc=Uf=UN,改变
8、的大小。(4)幅相控制 同时改变 uc 的大小和相位。交流伺服电动机的功率和频率:0.1 100 W,50Hz、400Hz 等。,3.控制方式,9.1 伺服电动机,大连理工大学电气工程系,交流伺服电动机,9.1 伺服电动机,更多的图片,大连理工大学电气工程系,交流伺服电动机,9.1 伺服电动机,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(MT),一种特殊类型的伺服电动机。主要特点 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 用于对位置、速度的控制精度要求较高的系统。,1.基本结构,2.工作原理,第9 章 控制电机,大连理工大学电气
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