合肥工业大学：《电机及拖动》第七章 控制电机

人起火誉 Hefel University of Technology 第七章控制电机 第一节伺服电歌机 交流伺服电动机 (一)工作原理 励磁绕组 交流伺服电动机的工作原理和 单相异步电动机相似。为了使 电动机在控制电压为零时不转「控制绕组 动,需增大转子电阻,使得 R C

第七章 控制电机 第一节 伺服电动机 一、交流伺服电动机 （一）工作原理 励磁绕组 交流伺服电动机的工作原理和 单相异步电动机相似。为了使 电动机在控制电压为零时不转 动，需增大转子电阻，使得 2 1 2 R X X  +  ≥1 控制绕组

(=)基本结构 e+ 定子绕组 定子铁心 内 杯 7e 1时 定、 形 子 转 且单相励磁时的机械特性 子

2 1 Te Te s s + − = = 时， 且单相励磁时的机械特性 （二）基本结构

(三)控制方法 不仅能够控制停止和转动,还要能够控制转速和转动方向。 、幅值控制一保持控制电压相位不变,改变其幅值进行控制 2、相位控制—保持控制电压幅值不变,改变其相位进行控制 3、幅_相控制—同时改变控制电压的幅值和相位来进行控制

3 （三）控制方法 不仅能够控制停止和转动，还要能够控制转速和转动方向。 1、幅值控制——保持控制电压相位不变，改变其幅值进行控制 2、相位控制——保持控制电压幅值不变，改变其相位进行控制 3、幅—相控制——同时改变控制电压的幅值和相位来进行控制

四)机械特性和调节特性 1、机械特性 在此处,机械特性是指控制电压信号一定时,电磁转矩随转速 变化的关系。 1.0 0 0.8 0.8kO 0.6 0.6 0.6 0.4 04F 0.4 0.2 25 0.2 25 0.2 00.20.40.60.81.0 00.20.40.60.81.0 00.20.40.60.81.0 幅值控制 相位控制 幅相一控制

4 （四）机械特性和调节特性 在此处，机械特性是指控制电压信号一定时，电磁转矩随转速 变化的关系。 幅值控制 相位控制 幅相—控制 1、机械特性

2、调节特性 调节特性是指输出转矩一定时,转速与控制电压信号变化的关 系 1.0 1.0 0.8 0.8 0.8 0.6 △0.6 0.6 0.4 0.4 0.4 0 0.2 00.20.40.60.81.0 00.20.40.60.81.0 00.20.40.60.81.0 sinB b) 幅值控制 相位控制 幅相一控制 5

5 2、调节特性 调节特性是指输出转矩一定时，转速与控制电压信号变化的关 系。 幅值控制 相位控制 幅相—控制

二、直流伺服电动机 直流伺服电动机的工作原理 电枢控制线路图 和普通直流电动机相同。 1、电枢控制时直流伺服电动机的特性 C,④ ①=CC R R 电枢控制时 的机械特性 CCCU 1.0 C T 0.8 R R 0.6 0.4 eB R =双-V 00.20.40.60.81.0 6

6 二、直流伺服电动机 直流伺服电动机的工作原理 和普通直流电动机相同。 1、电枢控制时直流伺服电动机的特性 2 T C e T e a a C U C C T n R R = −    = C U f f C U U  = 2 2 2 T f e T f e a a C C U C C C U T n R R   =  − 2 T f eB a C C U T R  = C C n e B 1 = e eB B T n T v T n = =  − =  − 电枢控制线路图 电枢控制时 的机械特性

电枢控制时 的调节特性 2、磁场控制时直流伺服电动机的特性 0.6 C 0.4 a-U 0.2 R R 00.20.40.60.81.0 R T C- -O U 磁场控制线路图 B

7 2、磁场控制时直流伺服电动机的特性 电枢控制时 的调节特性 磁场控制线路图  C UC =  2 2 2 2 T f e T f e a a C C U C C C U T n R R      =  − 2 T f eB a C C U T R   = C C n e B  = 1 e 2 2 eB B T n T v T n = =  −  =  −  2   T n n v B − = =

3.2 1.0 磁场控制时 磁场控制时 的机械特性 的调节特性28 2.4 0.6 2.0 0.4 0.2 1.2 0 0.40.81.21.62.0 0.3 0.8 0.4 00.20.40.60.81.0

8 磁场控制时 的机械特性 磁场控制时 的调节特性

第二节测速发电机 交流异步测 速发电机的 工作原理 用途:检测机械转速信号。 要求:1)高精度;2)高灵敏度。 交流异步测速发电机 N2 结构及工作原理 交流异步测速发电机的结构与交流伺服电动机完全一样。 气隙脉振磁密 T B,(, t=Bdm cos at Cosx 旋转电动势:en= Cno, cos at=√2 E cos ot U. E=4.44N K Can=Cr

9 第二节 测速发电机 一、交流异步测速发电机 用途：检测机械转速信号。 要求：1）高精度； 2）高灵敏度。 结构及工作原理 交流异步测速发电机的结构与交流伺服电动机完全一样。 交流异步测 速发电机的 工作原理 气隙脉振磁密： B x t B t x d d m   π ( , ) = cos cos 旋转电动势： e Cn t E t r q = d cos = 2 r q cos n C n C U E f N K d  = =  2 2 4.44 1 2 

二、直流测速发电机 直流测速发电 机的工作原理 结构及工作原理 直流测速发电机的结构与普通小型直流 发电机相同。采用他励式励磁方式。 =C④ E 0-60a 直流测速发电 R U=E-R=E-U- 机的输出特性 R 1+R./R L2 RLI>RL2

10 二、直流测速发电机 结构及工作原理 直流测速发电 机的工作原理 直流测速发电 机的输出特性 直流测速发电机的结构与普通小型直流 发电机相同。采用他励式励磁方式。 0 0 0 60 e pZ E n C n a = =   L a a R R U = E0 − IR = E0 −U n R R C U a L e + = 1  0