中国矿业大学：《电工学（电子技术）》课程电子教案（PPT教学课件）第9章 控制电机

第9章控制电机9.1伺服电机9.2步进电机9.3自动控制的基本概念退出返回章目录一页页下

章目录 上一页 下一页 返回 退出 第9章 控制电机 9.1 伺服电机 9.2 步进电机 9.3 自动控制的基本概念

第9章控制电机教学要求：1.了解交流伺服电机的结构和工作原理：2.了解直流伺服电机的结构和工作原理3.了解步进电机的结构和工作原理退出返回章目录一页页

章目录 上一页 下一页 返回 退出 第9章 控制电机 教学要求： 1. 了解交流伺服电机的结构和工作原理; 2. 了解直流伺服电机的结构和工作原理; 3. 了解步进电机的结构和工作原理

异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的，其主要任务是能量的转换。各种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。控制电机的种类很多，本章只讨论常用的伺服电机和步进电机。各种控制电机有各自的控制任务：伺服电机将电压信号转换为转矩和转速以驱动控制对象：步进电机将脉冲信号转换为角位移或线位移。对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确度高、重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等退出下一页返回章目录上一页

章目录 上一页 下一页 返回 退出 异步电动机、直流电动机等都是作为动力使 用的，其主要任务是能量的转换。 各种控制电机有各自的控制任务： 伺服电机将电压信号转换为转矩和转速以驱 动控制对象；步进电机将脉冲信号转换为角位移或 线位移。 各种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。 控制电机的种类很多，本章只讨论常用的伺服 电机和步进电机。 对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确度高、 重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等

9.1伺服电机伺服电机又称执行电机。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。伺服电机可分为两类：交流伺服电机直流伺服电机返回退出一页章目录页下

章目录 上一页 下一页 返回 退出 伺服电机可分为两类： 伺服电机又称执行电机。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。 交流伺服电机 直流伺服电机 9.1 伺服电机 伺服电机可控性好，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

交流伺服电机9.1.1 交流伺服电机就是两相交流异步电机。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。转子分为笼型转子和杯型转子。外定子控制绕组内定子3转子网&-网网图图8X励磁绕组杯型转子伺服电机的结构图返回退出A一页章目录上下

章目录 上一页 下一页 返回 退出 9.1.1 交流伺服电机 交流伺服电机就是两相交流异步电机。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。转子分为笼型转子和杯型转子。 杯型转子伺服电机的结构图

+ü+·ü-+·ü!li控制信号C检测元件U电子放大器1SMU2U.(a) 接线图(b) 相量图交流伺服电机的接线图和相量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°，从而产生所需的旋转磁场。退出返回章目录上一页下一页

章目录 上一页 下一页 返回 退出 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 , 从而产生所需的旋转磁场。 交流伺服电机的接线图和相量图 (a) 接线图 1 U  UC  1 I  U1  (b) 相量图 控 制 信 号 U2  2 I  – U UC  1 I  U1  + + + – – – 1 检测元件 电子放大器 C SM 2 ~ + 2 控 制 信 号 U2  2 I  – U UC  1 I  U1  + + + – – – 1 检测元件 电子放大器 C SM 2 ~ + 2

控制电压ü与电源电压i频率相同，相位相同或反相。控制信号工作时两个绕组中产生的检测元件电流讠和i的相位差近于90°电子放大器因此便产生两相旋转磁场。在福旋转磁场的作用下，转子便转2Y动起来。U.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。交流伺服电机的特点：在电机运行时如果控制电压变为零，电机立即停转退出返回章目录一页顶

章目录 上一页 下一页 返回 退出 工作时两个绕组中产生的 电流 和 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。 1 I  2 I  控制电压 与电源电压 频率相同，相位相同或反相。 U2  U  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。 交流伺服电机的特点：在电机运行时如果控制电 压变为零，电机立即停转。 控 制 信 号 U2  2 I  – + U – 检测元件 电子放大器 + 2 控 制 信 号 U2  2 I  – + U – 检测元件 电子放大器 + 2

交流伺服电机的机械特性如图所示nU0.8 U20.61.4UC0T不同控制电压下的机械特性曲线n=f(T), U,=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，电机转速随控制电压的下降而均匀减小。退出返回章目录页一页

章目录 上一页 下一页 返回 退出 不同控制电压下的机械特性曲线 n=f (T), U1=常数 交流伺服电机的机械特性如图所示。 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，电机转速随 控制电压的下降而均匀减小。 T O n

应用：交流伺服电机的输出功率一般为 0.1100W.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。ER电子放大器R++变流交流伺服UUa电机器-+U,CEE,00U十热电偶自动平衡电位计电路的原理图退出返回章目录上一页下一页

章目录 上一页 下一页 返回 退出 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。 应用: 自动平衡电位计电路的原理图

输出)比较元件电子放大器交流热电偶指示记录变流U2E.Ud炉温电+何机(输入)R2l0器服电位计(反馈)自动平衡电位计电路的闭环控制方框图退出下一页返回章目录一页P

章目录 上一页 下一页 返回 退出 自动平衡电位计电路的闭环控制方框图