1、第五章第五章 控制電動機控制電動機 5.1 5.1 步進電動機步進電動機 5.2 5.2 直流伺服電動機直流伺服電動機 5.3 5.3 交流伺服電動機交流伺服電動機 5.4 5.4 力矩電動機力矩電動機 5.5 5.5 直線電動機直線電動機1、步進電動機、步進電動機定義：將電脈沖信號轉換為相應角位移或直線位移的機電執(zhí)行元件。定義：將電脈沖信號轉換為相應角位移或直線位移的機電執(zhí)行元件。輸入一個電脈沖信號，轉子轉動一個固定的角度，脈沖一個接一個輸入一個電脈沖信號，轉子轉動一個固定的角度，脈沖一個接一個輸入，轉子就一步一步轉動。輸入，轉子就一步一步轉動。角位移量：與輸入電脈沖的個數(shù)成正比。角位移量：

2、與輸入電脈沖的個數(shù)成正比。旋轉速度：與輸入電脈沖的頻率成正比。旋轉速度：與輸入電脈沖的頻率成正比。旋轉方向：由定子繞組的通電方式決定。旋轉方向：由定子繞組的通電方式決定。2、步進電動機結構、步進電動機結構定子：由硅鋼片疊成的定子鐵芯和裝在其上的多個繞組組成，定子：由硅鋼片疊成的定子鐵芯和裝在其上的多個繞組組成， 定子繞組的個數(shù)稱為定子繞組的個數(shù)稱為相數(shù)相數(shù)。轉子：由硅鋼片疊成或用軟磁性材料做成凸級結構，凸級個數(shù)稱為轉子：由硅鋼片疊成或用軟磁性材料做成凸級結構，凸級個數(shù)稱為齒數(shù)齒數(shù)。反應式步進電動機：轉子沒有勵磁繞組。反應式步進電動機：轉子沒有勵磁繞組。永磁式步進電動機：用永久磁鐵做轉子。永磁式

3、步進電動機：用永久磁鐵做轉子。3 3、步進電動機的工作原理、步進電動機的工作原理 給某相繞組通電前，轉子在給某相繞組通電前，轉子在轉子齒偏離定子齒一個角度的位轉子齒偏離定子齒一個角度的位置。置。 繞組通電后，由于勵磁磁通總是沿磁阻最繞組通電后，由于勵磁磁通總是沿磁阻最小路徑通過，因此對轉子產生電磁吸力，迫使小路徑通過，因此對轉子產生電磁吸力，迫使轉子齒轉動，當轉子轉到與定子齒對齊位置時，轉子齒轉動，當轉子轉到與定子齒對齊位置時，因轉子只受徑向力而無切向力，故轉矩為零，因轉子只受徑向力而無切向力，故轉矩為零，轉子被鎖定在這個位置上。轉子被鎖定在這個位置上。 錯齒錯齒是促使步進電機旋轉的根本原因。

4、是促使步進電機旋轉的根本原因。A相通電，相通電，B、C相不通電，轉子齒相不通電，轉子齒1、3的軸線向定子的軸線向定子A極軸線對齊，極軸線對齊，轉子只受徑向力，無切向力，轉矩為轉子只受徑向力，無切向力，轉矩為0，被鎖定在這個位置。，被鎖定在這個位置。B相通電時，定子相通電時，定子B極軸線使最靠近的轉子齒極軸線使最靠近的轉子齒2、4的軸線向其對齊，的軸線向其對齊，轉子在空間順時針旋轉了轉子在空間順時針旋轉了30度。度。C相通電時，定子相通電時，定子C極軸線使最靠近的轉子齒極軸線使最靠近的轉子齒1、3的軸線向其對齊，的軸線向其對齊，轉子在空間順時針旋轉了轉子在空間順時針旋轉了30度。度。通電順序為通

5、電順序為AB-，轉子齒與齒的角度稱齒距角，轉子齒與齒的角度稱齒距角，4個齒，一個齒距角為個齒，一個齒距角為90度度轉子每步轉過的角度稱為步距角，一個步距角為轉子每步轉過的角度稱為步距角，一個步距角為30度度結論：結論： 通電順序改為通電順序改為A A，時，轉子按逆時針方向一步，時，轉子按逆時針方向一步一步轉動。一步轉動。 改變通電順序即改變轉子旋轉方向。改變通電順序即改變轉子旋轉方向。 a.單相輪流通電方式單相輪流通電方式(三相三相單單三拍三拍)：指對每相繞組單獨輪流通電。：指對每相繞組單獨輪流通電。 正轉：正轉：AB 反轉：反轉：A b.單雙相輪流通電方式單雙相輪流通電方式(三相三相單雙單雙

6、六拍六拍)： 正轉：正轉：A-AB-B-BC-C-CA-A 反轉：反轉：A-CA-C-BC-B-AB-A c.雙相輪流通電方式雙相輪流通電方式(三相三相雙雙三拍三拍)： 正轉：正轉：AB-BC-CA-AB 反轉：反轉：AC-CA-BC-AC 每次只有一相繞組通電。雙：每次有兩相繞組通電。每次只有一相繞組通電。雙：每次有兩相繞組通電。繞組每改變一次通電狀態(tài)。繞組每改變一次通電狀態(tài)。 定子繞組的個數(shù)。定子繞組的個數(shù)。CABBCA3412CABBCA3412A相通電相通電，轉子，轉子1 1、3 3齒與齒與A、A 對齊。對齊。 A、B相同時通電，相同時通電，A、A 磁極拉磁極拉住住1、3齒，齒，B、B

7、 磁極拉住磁極拉住2、4齒，齒，轉子轉轉子轉過過15 ，到達左圖所示位置。到達左圖所示位置。 按按三相單雙六拍三相單雙六拍AAB B BC C CA的順序給三的順序給三相繞組輪流通電。相繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。這種方式可以獲得更精確的控制特性。CABBCA3412 B B 相通電，相通電，轉子轉子2、4齒與齒與B、B 對齊對齊, ,又轉過又轉過15 。3412CABBCA B、C相同時通電，相同時通電，C 、C 磁磁極拉住極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，轉子再轉齒，轉子再轉過過15 。AAB B BC C CA，每個循環(huán)周期分為六拍。每拍轉每個循環(huán)

8、周期分為六拍。每拍轉子轉過子轉過15 （步距角），（步距角），一一個通電循環(huán)周期個通電循環(huán)周期( (6拍拍) )轉子轉過轉子轉過90 ( (齒距角齒距角) )。AB通電通電CABBCA3412BC通電通電3412CABBCACA通電通電CABBCA3412 與單三拍方式相似，雙三拍驅動時每個通電與單三拍方式相似，雙三拍驅動時每個通電循環(huán)周期也分循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉子轉過為三拍。每拍轉子轉過30 ( (步距角步距角) )，一一個通電循環(huán)周期個通電循環(huán)周期( (3拍拍) )轉子轉過轉子轉過90 ( (齒距角齒距角) )。稱。稱 若按若按AB BC CA的順序給三相繞組輪流通電。每拍有的順序給

9、三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時通電兩相繞組同時通電。360360ZKmZ齒距拍數(shù)拍數(shù) 實用步進電機的步距角多為實用步進電機的步距角多為3 和和1.5 。為了獲得小步距角，。為了獲得小步距角，電機的定子、轉子都做成多齒的。電機的定子、轉子都做成多齒的。 由一個通電狀態(tài)改變到下一個通電狀態(tài)時，轉子所轉過由一個通電狀態(tài)改變到下一個通電狀態(tài)時，轉子所轉過的角度稱為的角度稱為步距角步距角。步距角計算公式：。步距角計算公式：Z轉子齒數(shù)轉子齒數(shù) K 通電系數(shù)，當拍數(shù)等于相數(shù)時取通電系數(shù)，當拍數(shù)等于相數(shù)時取1，否則取，否則取2m定子相定子相數(shù)數(shù)繞組按一定順序不斷地輪流通電時，步進電動機就持續(xù)不斷地繞組按

10、一定順序不斷地輪流通電時，步進電動機就持續(xù)不斷地旋轉。如果電脈沖的頻率為旋轉。如果電脈沖的頻率為f(HZ)，步距角用弧度表示，則步進，步距角用弧度表示，則步進電動機的轉速為：電動機的轉速為：fKmZfKmZfn6060226025、 步距角細分步距角細分 繞組電流不是方波，而是階梯波，電流分成多少個臺階，一個繞組電流不是方波，而是階梯波，電流分成多少個臺階，一個步距角細分成若干個步，得到步距角細分成若干個步，得到“微步距微步距”。 當步進電動機當步進電動機A相通電時，轉子停在位置相通電時，轉子停在位置A，當由，當由A相通電轉為相通電轉為AB兩相通電時，轉子轉過兩相通電時，轉子轉過30度，停在度

11、，停在A與與B之間的位置之間的位置I。 若由若由A相通電轉為相通電轉為AB兩相通電，兩相通電，B相繞組中的電流不是由零一次上相繞組中的電流不是由零一次上升到額定值，而是升到額定值，而是先達到額定值的先達到額定值的1/2。由于轉矩。由于轉矩T與流過繞組的與流過繞組的電流成線性關系，轉子將不是順時針轉過電流成線性關系，轉子將不是順時針轉過30度，而是轉過度，而是轉過15度停度停在位置在位置II。當由當由AB兩相通電變?yōu)橹挥袃上嗤娮優(yōu)橹挥蠦相通電時，相通電時，A相電流也不是相電流也不是突然一次下降為零，而是先降到額定值的突然一次下降為零，而是先降到額定值的1/2，轉子將不是停在位，轉子將不是停在位

12、置置B而是停在位置而是停在位置III，將精度提高了一倍。分級越多，精度越高。，將精度提高了一倍。分級越多，精度越高。 轉子轉子2齒齒1）矩角特性）矩角特性初始平衡位置：初始平衡位置：某相繞組通電后，轉子上沒有負載轉矩，轉子齒與某相繞組通電后，轉子上沒有負載轉矩，轉子齒與定子齒對齊的位置。定子齒對齊的位置。 轉子偏轉角轉子偏轉角：轉子齒偏離初始平衡位置的角度。轉子齒偏離初始平衡位置的角度。定子每相繞組通電循環(huán)一周轉過定子每相繞組通電循環(huán)一周轉過360度電角度，轉子轉過一個齒距角。度電角度，轉子轉過一個齒距角。轉子轉過角度轉子轉過角度，定子將轉過電角度，定子將轉過電角度Z ,Z , Z為齒數(shù)，電角

13、度為齒數(shù)，電角度e e= Z= Z。 矩角特性曲線矩角特性曲線T=f(e e)可近似地用一條正弦曲線表示，可近似地用一條正弦曲線表示， e e= = /2/2 在定子齒與轉子齒順時針或反時針錯開在定子齒與轉子齒順時針或反時針錯開1/4個齒距時，轉矩個齒距時，轉矩T沿對應方向沿對應方向達到最大值，稱為達到最大值，稱為最大靜轉矩最大靜轉矩，負載轉矩必須小于最大靜轉矩，否則，負載轉矩必須小于最大靜轉矩，否則，根本帶不動負載。根本帶不動負載。 為了能穩(wěn)定運行，負載轉矩一般只能是最大靜轉矩的為了能穩(wěn)定運行，負載轉矩一般只能是最大靜轉矩的30%50%左右。這一特性反映了步進電動機左右。這一特性反映了步進電

14、動機帶負載的能力帶負載的能力。6 6、步進電動機的主、步進電動機的主要特性要特性CABBCA34123)運行頻率特性運行頻率特性 步進電動機啟動后，脈沖頻率連續(xù)上升時，能不失步運行的步進電動機啟動后，脈沖頻率連續(xù)上升時，能不失步運行的最高脈沖重復頻率稱為連續(xù)運行頻率。最高脈沖重復頻率稱為連續(xù)運行頻率。 在實際應用中，啟動頻率比運行頻率低得多。所以步進電動在實際應用中，啟動頻率比運行頻率低得多。所以步進電動機在低頻下啟動，然后逐漸升至運行頻率。停轉時，先將脈沖信機在低頻下啟動，然后逐漸升至運行頻率。停轉時，先將脈沖信號的頻率降到啟動頻率以下，再停止輸入脈沖，步進電動機不失號的頻率降到啟動頻率以下

15、，再停止輸入脈沖，步進電動機不失步的淮確停止。步的淮確停止。2）啟動慣頻特性）啟動慣頻特性 空載時步進電動機由靜止突然啟動，保證空載時步進電動機由靜止突然啟動，保證不失步地進入正常不失步地進入正常運行狀態(tài)運行狀態(tài)所允許的最高脈沖頻率稱為啟動頻率。啟動頻率與機械所允許的最高脈沖頻率稱為啟動頻率。啟動頻率與機械系統(tǒng)的轉動慣量有關。系統(tǒng)的轉動慣量有關。轉子的轉動慣量越小，在相同電磁力矩作轉子的轉動慣量越小，在相同電磁力矩作用下加速度越大，極限啟動頻率越高。用下加速度越大，極限啟動頻率越高。4）矩頻特性）矩頻特性 步進電動機在步進電動機在負載轉動慣量一定負載轉動慣量一定且穩(wěn)且穩(wěn)態(tài)運行時的最大輸出轉矩與

16、脈沖重復頻率態(tài)運行時的最大輸出轉矩與脈沖重復頻率的關系。最大輸出轉矩隨脈沖重復頻率的的關系。最大輸出轉矩隨脈沖重復頻率的升高而下降升高而下降。 頻率升高，電流波形的前后沿占通電時間的頻率升高，電流波形的前后沿占通電時間的比例越來越大。頻率越高，平均電流越小，比例越來越大。頻率越高，平均電流越小，輸出轉矩也越小。頻率高到一定程度的時候，輸出轉矩也越小。頻率高到一定程度的時候，步進電動機的輸出轉矩不足以克服自身摩擦步進電動機的輸出轉矩不足以克服自身摩擦轉矩和負載轉矩，其轉子就會在原位置振蕩轉矩和負載轉矩，其轉子就會在原位置振蕩而不作旋轉運動，即而不作旋轉運動，即步進電動機的失步步進電動機的失步。繞

17、組低電感、電源高電壓將獲得下降緩慢的繞組低電感、電源高電壓將獲得下降緩慢的矩頻特性。矩頻特性。5）精度：）精度： 即步距誤差最大值，步距累積誤差最大值。即步距誤差最大值，步距累積誤差最大值。 最大步距誤差最大步距誤差是指電動機旋轉一轉是指電動機旋轉一轉相鄰兩步之間相鄰兩步之間實際最實際最大步距和理想步距的差值。大步距和理想步距的差值。 連續(xù)走若干步后步距誤差會形成累積值，但轉子轉過一連續(xù)走若干步后步距誤差會形成累積值，但轉子轉過一周后，會回到上一周的穩(wěn)定位置，所以步距的誤差不會無限周后，會回到上一周的穩(wěn)定位置，所以步距的誤差不會無限累積，只會在旋轉一周的范圍內存在一個最大累積誤差。累積，只會在

18、旋轉一周的范圍內存在一個最大累積誤差。 最大累積誤差最大累積誤差是指在一周范圍內從任意位置開始經過任是指在一周范圍內從任意位置開始經過任意步之后，角位移誤差的最大值。意步之后，角位移誤差的最大值。 直流伺服電動機，通常用于功率稍大的系統(tǒng)中，直流伺服電動機，通常用于功率稍大的系統(tǒng)中，其輸出功率一般為其輸出功率一般為1W600W。直流伺服電動機的電路原理圖直流伺服電動機的電路原理圖供電方式：供電方式：他勵供電。勵磁繞組和電樞分別由兩他勵供電。勵磁繞組和電樞分別由兩個獨立的電源供電。個獨立的電源供電。Uf為勵磁電壓，為勵磁電壓，Uc為電樞電壓為電樞電壓MUfIfIcUcU+直流伺服電動機的接線圖直流

19、伺服電動機的接線圖 直流伺服電機的機械直流伺服電機的機械特性與他勵直流電機相同特性與他勵直流電機相同一樣，也可用下式表示一樣，也可用下式表示TKKRKUnteec2a 改改變控制電壓變控制電壓Uc 或改變磁或改變磁通通都可以控制直流伺服電動機都可以控制直流伺服電動機的的轉速和轉向，即：轉速和轉向，即：電樞電樞控制；控制；磁場磁場控制。控制。直流伺服電動機的機械特性曲線直流伺服電動機的機械特性曲線 n=f(T)曲線曲線(Uf=常數(shù)常數(shù))Uc0.8Uc0.6Uc0.4UcnTO電樞控制電樞控制具有響應迅速、機械特性硬、調速特性線性具有響應迅速、機械特性硬、調速特性線性度好的優(yōu)點，在實際生產中大都采

20、用電樞控制方式。度好的優(yōu)點，在實際生產中大都采用電樞控制方式。永磁式伺服電動機，只能采取電樞控制。永磁式伺服電動機，只能采取電樞控制。 直流伺服電動機直流伺服電動機缺點缺點是有是有換向器換向器，因而結構復雜，因而結構復雜，產生無線電干擾。產生無線電干擾。TKKRKUnteec2a8、 交流伺服電動機交流伺服電動機 交流伺服電動機的轉子為永磁轉子，定子上面放置了三相繞組。交流伺服電動機的轉子為永磁轉子，定子上面放置了三相繞組。由電子換向器輪流供電，以產生旋轉磁場。由電子換向器輪流供電，以產生旋轉磁場。交流伺服電動機按氣隙磁場分為兩種：交流伺服電動機按氣隙磁場分為兩種：無刷直流電動機：氣隙磁場按方

21、波分布。無刷直流電動機：氣隙磁場按方波分布。永磁同步電動機：氣隙磁場按正弦波分布。永磁同步電動機：氣隙磁場按正弦波分布。一、無刷直流電動機的結構一、無刷直流電動機的結構 轉子為永磁轉子，電樞繞組放置在定子上，為多相繞組，接成轉子為永磁轉子，電樞繞組放置在定子上，為多相繞組，接成星形。各相繞組與電子換向器電路中的晶體管開關連接。換向器是星形。各相繞組與電子換向器電路中的晶體管開關連接。換向器是幾個接觸片圍成圓型，換向器同時只接通兩相繞組的觸頭。幾個接觸片圍成圓型，換向器同時只接通兩相繞組的觸頭。 轉子軸上裝有位置檢測裝置，位置檢測裝置的輸出信號，控制轉子軸上裝有位置檢測裝置，位置檢測裝置的輸出信

22、號，控制電子換向器中的晶體管的導通與截止。電子換向器中的晶體管的導通與截止。 位置檢測裝置輸出信號的波形為三路方波。位置檢測裝置輸出信號的波形為三路方波。1122120arrrarraC晶體管按6、11、22、33、44、55、66、1順序導通，晶體管6、1導通時，電流轉換為：電源正極晶體管1A相繞組B相繞組晶體管6電源負極，形成回路，定子磁勢F 垂直 相繞組軸線。轉子磁極的磁勢為F，轉子磁場與定子磁場方向的夾角為，轉子順時針旋轉。轉子轉到F 時，F(xiàn) 與F的夾角為90，電動機的電磁轉矩最大，轉子繼續(xù)轉動。當轉子轉到F 位置時，F(xiàn) 與Farara的夾角為60，控制電路使晶體管2導通，晶體管6截止

23、，電樞電流轉換為電源正極晶體管1A相繞組B相繞組晶體管6電源負極，形成回路，此時F 轉過60，F(xiàn)的與F的夾角又變成了120 .如此重復。F與F的夾角始終在60 到120 范圍內變化，電動機轉子連續(xù)轉動。二、無刷直流電動二、無刷直流電動機的工作原理機的工作原理三、光電式位置檢測裝置三、光電式位置檢測裝置 帶有小孔的光屏蔽罩和轉軸連接在一起，并隨轉子繞固定光源旋轉，光電池受到光束的照射，發(fā)出信號，從而檢測出定子繞組需要進行換流的確切位置，使電子換向器中相應的晶體管導通，控制定子繞組依次換流。 上例中，轉子每轉60度，就有一只晶體管換流。光屏蔽罩n 力矩電動機就是一種能和負載直接連接產生較大力矩電動

24、機就是一種能和負載直接連接產生較大轉矩，能帶動負載在轉矩，能帶動負載在堵轉堵轉或或大大低于空載轉速大大低于空載轉速下運轉下運轉的電動機。省去了減速器。的電動機。省去了減速器。 異步型交流力矩電動機的工作原理與交流伺服電動機相異步型交流力矩電動機的工作原理與交流伺服電動機相同，但為了產生低轉速大轉矩，電動機做成同，但為了產生低轉速大轉矩，電動機做成徑向尺寸大，軸徑向尺寸大，軸向尺寸小向尺寸小的多磁極扁平形。的多磁極扁平形。 直流力矩電動機具有良好的直流力矩電動機具有良好的低速平穩(wěn)性低速平穩(wěn)性和和線性線性的機械特的機械特性及調節(jié)特性，在生產中應用最廣泛。性及調節(jié)特性，在生產中應用最廣泛。n直流力矩

25、電動機的工作原理與直直流力矩電動機的工作原理與直流伺服電動機相。流伺服電動機相。 n直流伺服電動機為了減小直流伺服電動機為了減小轉動慣轉動慣量量，大部分做成細長圓柱形，大部分做成細長圓柱形，而而直流力矩電動機為了能在相同體直流力矩電動機為了能在相同體積和電樞電壓的前提下，產生積和電樞電壓的前提下，產生比比較大的轉矩較大的轉矩及較低的轉速，一般及較低的轉速，一般都做成都做成扁平狀扁平狀。1、直流力矩電動機結構、直流力矩電動機結構n1、轉矩大、轉矩大2、直流力矩電動特機性、直流力矩電動特機性DlNBIDlNBIDNFT222aa 從直流電動機基本工作原理可知，直流電動機從直流電動機基本工作原理可知

26、，直流電動機每個磁極下每個磁極下磁感應強磁感應強度平均值度平均值B、電樞繞組導體、電樞繞組導體上的上的電流電流Ia和導體的有效和導體的有效長度長度l，得到每根導體所，得到每根導體所受的電磁力受的電磁力F=BIal，可得電磁轉矩為，可得電磁轉矩為 在相同的在相同的電樞體積電樞體積D2l、電流電流Ia、相同、相同用銅量，繞組用銅量，繞組導線粗細不變導線粗細不變的條件下，電樞鐵芯直徑的條件下，電樞鐵芯直徑D增大，電樞鐵芯增大，電樞鐵芯厚度厚度l減小，電樞繞組總的導體數(shù)減小，電樞繞組總的導體數(shù)N隨隨l減小而增加，使減小而增加，使Nl不變。不變。 扁平形狀的直流力矩電動機轉矩扁平形狀的直流力矩電動機轉矩

27、T與直徑與直徑D近似成近似成正比正比例關系。例關系。n2、轉速低、轉速低 在理想空載條件下，外加電壓與導體在磁場中在理想空載條件下，外加電壓與導體在磁場中運動切割磁力線所產生的感應電勢平衡：運動切割磁力線所產生的感應電勢平衡： 00aa0a0606060120DnvvDnUENBlvNBlNBlDnUnNBlD導體運動的線速度， 仍在相同的仍在相同的電樞體積電樞體積和相同和相同用銅量用銅量的條件下，的條件下，Nl不變，扁平形狀的直流力矩電動機理想空載轉速不變，扁平形狀的直流力矩電動機理想空載轉速n0與直徑與直徑D近似成近似成反比反比例關系。例關系。調速范圍可達調速范圍可達0.00017r/mi

28、n25r/minn 在在電樞體積電樞體積、電流電流以及以及用銅量用銅量相同的情況下，相同的情況下，增大電動機直徑，減小軸向長度，有利于增加電動增大電動機直徑，減小軸向長度，有利于增加電動機的轉矩和降低空載轉速，所以力矩電動機都做成機的轉矩和降低空載轉速，所以力矩電動機都做成扁平圓盤狀結構。扁平圓盤狀結構。結論結論三、應用三、應用 由于在設計、制造上保證了電動機能在由于在設計、制造上保證了電動機能在低速或低速或堵轉堵轉下運行，在堵轉情況下能產生下運行，在堵轉情況下能產生足夠大的力矩足夠大的力矩而不而不損壞電動機，加上它有精度高、反應速度快、線性度損壞電動機，加上它有精度高、反應速度快、線性度好等

29、優(yōu)點，因此，它常用在好等優(yōu)點，因此，它常用在低速、需要轉矩調節(jié)低速、需要轉矩調節(jié)和需和需要一定張力的要一定張力的隨動系統(tǒng)隨動系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件。中作為執(zhí)行元件。n 直線電動機是一種能直接將電能轉換為直線直線電動機是一種能直接將電能轉換為直線運動的伺服驅動元件。運動的伺服驅動元件。在交通運輸、機械工業(yè)和儀在交通運輸、機械工業(yè)和儀器工業(yè)中，直線電動機已得到推廣和應用。它為實器工業(yè)中，直線電動機已得到推廣和應用。它為實現(xiàn)現(xiàn)高精度、快響應和高穩(wěn)定高精度、快響應和高穩(wěn)定的機電傳動和控制開辟的機電傳動和控制開辟了新的領域。了新的領域。n 直線電動機與旋轉電動機在原理上基本相同，直線電動機與旋轉電動機在原理

30、上基本相同，原則上，對于每一種旋轉電動機都有其相應的直線原則上，對于每一種旋轉電動機都有其相應的直線電動機，按工作原理來可分為電動機，按工作原理來可分為直線直流電動機、直直線直流電動機、直線異步電動機線異步電動機 、直線同步電動機、直線同步電動機n n 直線異步電動機與鼠籠式異步電動機工作原理完直線異步電動機與鼠籠式異步電動機工作原理完全相同，兩者只是在結構上有所差別。直線異步電動全相同，兩者只是在結構上有所差別。直線異步電動機相當于把旋轉異步電動機沿徑向剖開，并將定、轉機相當于把旋轉異步電動機沿徑向剖開，并將定、轉子圓周展開成平面。子圓周展開成平面。一、直線異步電動機的結構一、直線異步電動機

31、的結構n 直線異步電動機的直線異步電動機的定子又叫初級定子又叫初級，而它的轉子，而它的轉子叫次級。在實際應用中初級和次級不能做成完全相叫次級。在實際應用中初級和次級不能做成完全相等長度，而應該做成等長度，而應該做成初、次級長短不等初、次級長短不等的結構，如：的結構，如：平板型直線電動機平板型直線電動機由于短初級結構比較簡單，一般常采用短初級。由于短初級結構比較簡單，一般常采用短初級。二、直線異步電動機的工作原理二、直線異步電動機的工作原理 直線電動機是由旋轉電動機演變而來的，當初級的多相繞組通入多相電直線電動機是由旋轉電動機演變而來的，當初級的多相繞組通入多相電流后，會產生一個氣隙磁場，這個磁場的磁感應強度流后，會產生一個氣隙磁場，這個磁場的磁感應強度B按通電的相序順序作直按通電的相序順序作直線移動，該磁場稱為線移動，該磁場稱為行波磁場行波磁場。 行波的移動速度與旋轉磁場在定子內圓表面的行波的移動速度與旋轉磁場在定子內圓表面的線速度線速度一樣，這個速度稱之一樣，這個速度稱之為為同步線速同步線速，在行波磁場切割下，次級導條將產生感應電勢和電流，所有導條，在行波磁場切割下，次級導條將產生感應電勢和電流，所有導條的電流和氣隙磁場相互作用，產生的電流和氣隙磁場相互作用，產生切向電磁力切向電磁力F。初級不動，次級就順著行波磁。初級不動，次級就順著行