電機(jī)與拖動基礎(chǔ)

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章微控電機(jī)Page3本章教學(xué)基本要求1.了解常用控制電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)、基本工作原理；2.理解和掌握控制電機(jī)的分類方式及其各自的驅(qū)動方式；3.比較控制電機(jī)與普通直流電機(jī)、異步電機(jī)和同步電機(jī)的異同之處；4.了解控制電機(jī)的特點(diǎn)及其應(yīng)用場合Page4重點(diǎn)1.理解和掌握直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)各自的工作原理和調(diào)節(jié)特性；2.理解和掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理和通電方式。

Page57.1概述微控電機(jī)是具有特定功能的小功率旋轉(zhuǎn)電機(jī)?？刂齐姍C(jī)在控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件、檢測元件和運(yùn)算元件。從工作原理上看，微控電機(jī)和普通電機(jī)沒有本質(zhì)上的區(qū)別，但在使用功能上不一樣。普通電機(jī)功率大，側(cè)重電機(jī)的起動、運(yùn)行和制動等性能指標(biāo)，而控制電機(jī)輸出功率較小，側(cè)重于電機(jī)的控制精度、響應(yīng)速度和運(yùn)行可靠性。目前國內(nèi)外生產(chǎn)的微控電機(jī)種類較多，下面介紹幾種常用的微控電機(jī)的基本工作原理及其使用特性。

Page67.2單相異步電動機(jī)

單相異步電動機(jī)(single-phaseasynchronousmotor)是靠220V單相交流電源供電的一類電動機(jī)，它適用于只有單相電源(single-phasepower)的小型工業(yè)設(shè)備和家用電器中。Page77.2單相異步電動機(jī)7.2.1單相異步電動機(jī)的工作原理在交流電機(jī)中，當(dāng)定子繞組通過交流電流時，建立了電樞磁動勢，它對電機(jī)能量轉(zhuǎn)換和運(yùn)行性能都有很大影響。所以單相交流繞組通入單相交流產(chǎn)生脈振磁動勢，該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢和，從而在氣隙中建立正傳和反轉(zhuǎn)磁場和。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。

Page87.2單相異步電動機(jī)該電流與磁場相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動電動機(jī)轉(zhuǎn)動的合成轉(zhuǎn)矩。不論是還是，他們的大小與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系和三相異步電動機(jī)的情況是一樣的。若電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是，則對正轉(zhuǎn)磁場而言，轉(zhuǎn)差率為：對反轉(zhuǎn)磁場而言，轉(zhuǎn)差率為：Page97.2單相異步電動機(jī)

單相異步電動機(jī)的T-s曲線見左圖由圖可知單相異步電動機(jī)的主要特點(diǎn)有：（1）n=0,s=1,T=T++T-=0，說明單相異步電動機(jī)無啟動轉(zhuǎn)矩，如不采取其他措施，電動機(jī)不能啟動。（2）當(dāng)s≠1時，T≠0，T無固定方向，它取決于s的正、負(fù)。（3）由于反向轉(zhuǎn)矩存在，使合成轉(zhuǎn)矩也隨之減小，鼓單相異步電動機(jī)的過載能力較低。Page107.2單相異步電動機(jī)Page11電容分相式起動7.2單相異步電動機(jī)啟動時開關(guān)K閉合，使兩繞組電流相位差約為90°，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動正常以后離心開關(guān)被甩開，啟動繞組被切斷。工作原理Page12罩極式單相電機(jī)定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來。

7.2單相異步電動機(jī)Page13單相異步電動機(jī)功率小，主要制成小型電機(jī)。它的應(yīng)用非常廣泛，如家用電器（洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇）、電動工具（如手電鉆）、醫(yī)用器械、自動化儀表等。7.2.3單相異步電機(jī)的使用上圖中電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向：瞬時針旋轉(zhuǎn)。因?yàn)闆]有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領(lǐng)先。7.2單相異步電動機(jī)Page147.3測速發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)是一種測量轉(zhuǎn)速的微型發(fā)電機(jī)，他把輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)速變換為電壓信號輸出，并要求輸出的電壓信號與轉(zhuǎn)速成正比。測速發(fā)電機(jī)分直流測速發(fā)電機(jī)和交流測速發(fā)電機(jī)兩大類。7.3.1直流測速發(fā)電機(jī)

直流測速發(fā)電機(jī)本質(zhì)上是一種微型直流發(fā)電機(jī)，按定子磁極的勵磁方式分為電磁式和永磁式。直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理與一般直流發(fā)電機(jī)相同。圖7-4直流測速發(fā)電機(jī)的工作原理Page157.3測速發(fā)電機(jī)在恒定的磁場φ0中，外部的機(jī)械轉(zhuǎn)軸帶動電樞以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，電樞繞組切割磁場從而在電刷間產(chǎn)生電動勢。Page167.3測速發(fā)電機(jī)空載時，直流測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓等于電樞電動勢，即U0=E0。有負(fù)載時，若電樞電阻為Ra，負(fù)載電阻為RL，則直流測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓為其中Page177.3測速發(fā)電機(jī)7.3.2交流測速發(fā)電機(jī)交流異步測速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有籠型的，也有杯型的，在控制系統(tǒng)中多用空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)。空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)定子上有兩個在空間上相互差90°電角度的繞組，一為勵磁繞組，另一為輸出繞組。

Page187.3測速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止：勵磁繞組產(chǎn)生的磁通在轉(zhuǎn)子繞組上感應(yīng)電勢，產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)子磁勢不與輸出繞組交鏈，所以，輸出繞組不感應(yīng)電勢，即：輸出電壓為零，U=0。圖7-7空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)原理圖Page197.3測速發(fā)電機(jī)

交流同步測速發(fā)電機(jī)分為：永磁式、感應(yīng)式和脈沖式。交流異步測速發(fā)電機(jī)的誤差主要有：非線性誤差：由于直軸磁通d變化使測速發(fā)電機(jī)產(chǎn)生非線性誤差；剩余電壓：實(shí)際運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子靜止時，測速發(fā)電機(jī)輸出一個較小的電壓；相位誤差：由于勵磁繞組的漏抗、空心杯轉(zhuǎn)子的漏抗使輸出電壓與勵磁電壓的相位不同。Page207.4伺服電動機(jī)伺服電動機(jī)(servomotor)的功能是將所輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為軸上的角位移或角速度輸出，其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向隨輸入電壓信號的大小和方向變化而改變的控制電機(jī)。伺服電動機(jī)能帶一定的負(fù)載，在自動控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，所以又稱為執(zhí)行電動機(jī)。例如數(shù)控車床，刀具由伺服電動機(jī)拖動，他會按照給定目標(biāo)的形狀拖動刀具進(jìn)行切割器件。早期伺服電動機(jī)輸出功率較小，功率范圍一般為0.1～100瓦，而目前伺服技術(shù)發(fā)展很快，幾千瓦的大功率伺服電動機(jī)相繼出現(xiàn)。

Pa三ge217.三4三伺服三電動三機(jī)Pa三ge227.三4三伺服三電動三機(jī)伺服三電動三機(jī)可三分為三兩類三：交流伺服電動機(jī)直流伺服電動機(jī)伺服三電動三機(jī)可三控性三好，三反應(yīng)三迅速三。是三自動三控制三系統(tǒng)三和計(jì)三算機(jī)三外圍三設(shè)備三中常三用的三執(zhí)行三元件三。Pa三ge237.三4三伺服三電動三機(jī)直流三伺服三電動三機(jī)原理三：直流三伺服三電動三機(jī)的三結(jié)構(gòu)三與直三流電三動機(jī)三基本三相同三。只三是為三減小三轉(zhuǎn)動三慣量三，電三機(jī)做三得細(xì)三長一三些。三所不三同的三是電三樞電三阻大三，機(jī)三械特三性軟三、線三性（三電阻三大，三可弱三磁起三動、三可直三接起三動）三。供電三方式三：他勵三供電三。勵三磁繞三組和三電樞三分別三兩個三獨(dú)立三的電三源供三電。Pa三ge247.三4三伺服三電動三機(jī)控制三方式三：1.三電樞三控制三（主三要）三；2.三磁極三控制三（少三用）三。U1為勵三磁電三壓，U2為電三樞電三壓圖7三-9三直三流伺三服電三動機(jī)三的接三線圖Pa三ge25由機(jī)三械特三性可三知：(1三)一定三負(fù)載三轉(zhuǎn)矩三下，三當(dāng)磁三通不變?nèi)龝r，U2n。(2三)U2=0時，三電機(jī)三立即三停轉(zhuǎn)三。電動三機(jī)反三轉(zhuǎn)：三改變?nèi)姌腥妷喝臉O三性，三電動三機(jī)反三轉(zhuǎn)。直流三伺服三電機(jī)三的機(jī)三械特三性與三他勵三直流三電機(jī)三相同三一樣三，也三可用三下式三表示機(jī)械三特性三曲線三如圖三所示三。7.三4三伺服三電動三機(jī)圖7三-1三0三機(jī)械三特性Pa三ge26直流三伺服三電動三機(jī)的三特點(diǎn)三：電三阻大三，機(jī)三械特三性軟三。線三性；三滑動三接觸三；火三花干三擾；三慣性三大；三體積三大；三相對三價高三，其三調(diào)節(jié)三特性三如左三圖所三示。7.三4三伺服三電動三機(jī)圖7三-1三1三調(diào)節(jié)三特性Pa三ge27直流三伺服三電機(jī)三的特三性較三交流三伺服三電機(jī)三硬。三通常三應(yīng)用三于功三率稍三大的三系統(tǒng)三中，三如隨三動系三統(tǒng)中三的位三置控三制等三。應(yīng)用三：7.三4三伺服三電動三機(jī)Pa三ge28交流三伺服三電動三機(jī)兩相三交流三異步三電機(jī)三。它三的定三子上三裝有三空間三互差90的兩個三繞組三：勵三磁繞三組和三控制三繞組三，其三結(jié)構(gòu)三如圖三所示三。圖7三-1三2三交流三伺服三電動三機(jī)結(jié)三構(gòu)圖7.三4三伺服三電動三機(jī)Pa三ge29通過三相應(yīng)三措施三使通三入兩三個繞三組的三電流三相位三差接三近90,從三而產(chǎn)三生所三需的三旋轉(zhuǎn)三磁場三。7.三4三伺服三電動三機(jī)圖7三-1三4三交流三伺服三電機(jī)三的電三氣原三理Pa三ge307.三4三伺服三電動三機(jī)交流三伺服三電動三機(jī)的三控制三方式（1三）幅三值控三制圖7三-1三6三幅值三控制Pa三ge31交流三伺服三電動三機(jī)的三機(jī)械三特性三如圖三所示三。在勵三磁電三壓不三變的三情況三下，三隨著三控制三電壓三的下降三，特三性曲三線下三移。三在同三一負(fù)三載轉(zhuǎn)三矩作三用時三，電動三機(jī)轉(zhuǎn)三速隨三控制三電壓三的下三降而三均勻三減小三。7.三4三伺服三電動三機(jī)圖7三-1三7三交流三伺服三電動三機(jī)的三機(jī)械三特性三和調(diào)三節(jié)特三性Pa三ge327.三4三伺服三電動三機(jī)交流三伺服三電動三機(jī)的三控制三方式（2三）相三位控三制圖7三-1三8三相位三控制Pa三ge337.三4三伺服三電動三機(jī)交流三伺服三電動三機(jī)的三控制三方式（3三）幅三值-三相位三控制圖7三-1三9三幅值三-相三位控三制Pa三ge34加在三控制三繞組三上的三控制三電壓三反相三時(三保持三勵磁三電壓三不變?nèi)?，三由于三旋轉(zhuǎn)三磁場三的旋三轉(zhuǎn)方三向發(fā)三生變?nèi)闺娙齽訖C(jī)三轉(zhuǎn)子三反轉(zhuǎn)三。交流三伺服三電動三機(jī)的三特點(diǎn)三：在三電動三機(jī)運(yùn)三行時三如果三控制三電壓三變?yōu)槿悖妱尤龣C(jī)立三即停三轉(zhuǎn)。7.三4三伺服三電動三機(jī)Pa三ge35交流三伺服三電機(jī)三的輸三出功三率一三般為0.三1-三10三0W，電源三頻率三分50Hz三、4三00三Hz等多三種。三它的三應(yīng)用三很廣三泛，三如用在各三種自三動控三制、三自動三記錄三等系三統(tǒng)中三。應(yīng)用三:7.三4三伺服三電動三機(jī)Pa三ge367.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)步進(jìn)三機(jī)將三脈沖三信號三轉(zhuǎn)換三為角三位移三或線三位移三。主三要要三求：三動作三靈敏三、準(zhǔn)三確、三重量三輕、三體積三小、三運(yùn)行三可靠三、耗三電少三等。Pa三ge377.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)7.三5.三1三結(jié)三構(gòu)與三基本三工作三原理機(jī)理三：步三進(jìn)電三機(jī)是三利用三電磁三鐵原三理，三將脈三沖信三號轉(zhuǎn)換三成線三位移三或角三位移三的電三機(jī)。三每來三一個電脈三沖，三電機(jī)三轉(zhuǎn)動三一個三角度三，帶三動機(jī)三械移動一三小段三距離三。特點(diǎn)三：(三1)三來一三個脈三沖，三轉(zhuǎn)一三個步三距角三。(2三)控三制脈三沖頻三率，三可控三制電三機(jī)轉(zhuǎn)三速。(3三)改三變脈三沖順三序，三改變?nèi)较蛉a三ge38種類：根據(jù)三勵磁三式方三式的三不同三分為三：反三應(yīng)式三、永三磁式三和混三合式三（又三叫感三應(yīng)子三式）三三種三。反三應(yīng)式三步進(jìn)三電機(jī)三的應(yīng)三用較三多。下面三以反三應(yīng)式三步進(jìn)三電機(jī)三為例三說明三步進(jìn)三電機(jī)三的結(jié)三構(gòu)和三工作三原理三。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)Pa三ge39化，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對齊停止轉(zhuǎn)動。A

相通電，A

方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向原有一定角度，則在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子被磁A相通三電使三轉(zhuǎn)子1、三3齒和AA三'對齊三。BA'CC'B'A32147.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)圖7三-2三0三（a）三相三反應(yīng)三式步三進(jìn)電三動機(jī)三工作三原理三圖Pa三ge40同理三，B相通三電，三轉(zhuǎn)子三2、三4齒三和B相軸三線對三齊，三相對A相通三電位三置轉(zhuǎn)三30；4B'213BA'CC'A7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)圖7三-2三0三（b）三相三反應(yīng)三式步三進(jìn)電三動機(jī)三工作三原理三圖Pa三ge41BA'CC'B'A2143最后三，C相通三電，三轉(zhuǎn)子三1、三3齒三和C相軸三線對三齊，三相對B相通三電比三較，三轉(zhuǎn)子三再次三轉(zhuǎn)動三30。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)圖7三-2三0三（c）三相三反應(yīng)三式步三進(jìn)電三動機(jī)三工作三原理三圖Pa三ge421三結(jié)三構(gòu)步進(jìn)三機(jī)主三要由三兩部三分構(gòu)三成：三定子三和轉(zhuǎn)三子。三它們?nèi)纱湃圆娜蠘?gòu)三成，三以三三相為三例其三定子三和轉(zhuǎn)三子上三分別三有六三個、三四個三磁極。定子轉(zhuǎn)子定子繞組7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)步進(jìn)三電動三機(jī)結(jié)三構(gòu)簡三圖Pa三ge43定子三的六三個磁三極上三有控三制繞三組，三兩個三相對三的磁三極組三成一三相。注意三：這三里的三相和三交流三電中三的“相”的概三念不三同。三步進(jìn)三機(jī)通三的是三直流三電脈三沖，三這主三要是三指線三圖的三聯(lián)接三和組三數(shù)的三區(qū)別三。ABC定子轉(zhuǎn)子IAIBIC7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)圖7三-2三2三三相三反應(yīng)三式步三進(jìn)電三動機(jī)Pa三ge442三工三作方三式(以三三相三步進(jìn)三電機(jī)三為例三)步三進(jìn)電三機(jī)的三工作三方式三可分三為：三相三單三三拍、三三相三六拍三、三三相雙三三拍三等。一、三三相三單三三拍三相繞組中的通電順序?yàn)椋篈

相

B

相

C

相通電順序也可以為：

A

相C

相B

相

7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)Pa三ge45這種三工作三方式三，因三三相三繞組三中每三次只三有一三相通三電，三而且三，一三個循三環(huán)周三期共三包括三三個三脈沖三，所三以稱三三相三單三三拍。三相三單三三拍的三特點(diǎn)三：（1三）每三來一三個電三脈沖三，轉(zhuǎn)三子轉(zhuǎn)三過三30。此三角稱三為步三距角三，用b表示三。（2三）轉(zhuǎn)三子的三旋轉(zhuǎn)三方向三取決三于三三相線三圈通三電的三順序三，改三變通三電順三序即三可改三變轉(zhuǎn)三向。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)Pa三ge46通電三順序三：A–三B三–三C–三A步進(jìn)三電機(jī)三單相三單三三拍的三工作三方式三總結(jié)單三三拍：三每一三次只三有一三相繞三組通三電，三三次三通電三完成三一個三循環(huán)三。每一三拍轉(zhuǎn)三子轉(zhuǎn)三過的三角度三稱步三距角三。反轉(zhuǎn)三通電三順序三：A–三C三–三B三–三A圖7三-2三1三步進(jìn)三電機(jī)三的三三相單三、雙三六拍三運(yùn)行三方式7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)Pa三ge47二、三三相三六拍三相三繞組三的通三電順三序?yàn)槿篈ABBBCCCAA共六三拍。工作三過程三：A相通三電，三轉(zhuǎn)子三1、三3齒三和A三A'相對三齊。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)BA'CC'B'A3214Pa三ge48所以三轉(zhuǎn)子三轉(zhuǎn)到三兩磁三拉力三平衡三的位三置上三。相三對AA三'通電三，轉(zhuǎn)三子轉(zhuǎn)三了1三5°三。當(dāng)控三制繞三組A相和B相同三時通三電，三轉(zhuǎn)子三2，三4齒三受到三反應(yīng)三轉(zhuǎn)矩三作用三使轉(zhuǎn)三子逆三時針三方向三轉(zhuǎn)動三，同三時1三、3三齒不三再與AA三'對齊三，而三是受三到一三個順三時針三的轉(zhuǎn)三矩作三用，三當(dāng)這三兩個三方向三相反三的轉(zhuǎn)三矩大三小相三等使三，轉(zhuǎn)三子停三止轉(zhuǎn)三動，三如左三圖所三示。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)BA'CC'B'A3214Pa三ge49總之三，每三個循三環(huán)周三期，三有六三種通三電狀三態(tài)，三所以三稱為三三相三六拍三，步三距角三為1三5。當(dāng)A相斷三電，三而保三持B相通三電，三轉(zhuǎn)子三2、三4齒三和B相對三齊，三又轉(zhuǎn)三了1三5。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)4B'213BA'CC'APa三ge50通電三順序三：A–三AB三–三B三–三B三C–三C三–三C三A–三A反轉(zhuǎn)通電三順序三：A–三CA三–三C三–三B三C–三B–三AB三–A步進(jìn)三電機(jī)三三相三六拍三的工三作方三式總?cè)Y(jié)7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)BA'CC'B'A3214A相通電(b)AB相通電15BA'CC'B'A3214(c)B相通電304B'213BA'CC'APa三ge51三相三繞組三的通三電順三序?yàn)槿篈BBCCAAB共三三拍。AB通電BC通電BA'CC'B'A21437.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)BA'CC'B'A3214Pa三ge52以上三種工作方式，三相雙三拍和三相六拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。工作三方式三為三三相雙三三拍三時，三每通三入一三個電三脈沖三，轉(zhuǎn)三子也三是轉(zhuǎn)三30，即b=三30。CA通電7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)BA'CC'B'A2143Pa三ge53通電三順序三：AB三–三B三C三–三CA三–三A三B反轉(zhuǎn)通電三順序三：AB三–三C三A三–B三C三–三AB每次三有兩三相繞三組通三電步進(jìn)三電機(jī)三三相三雙三三拍的三工作三方式三總結(jié)工作三方式三為三三相雙三三拍三時，三每通三入一三個電三脈沖三，轉(zhuǎn)三子轉(zhuǎn)三30，即b=三30。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)Pa三ge54以上三三種三工作三方式三，三三相雙三三拍三和三三相六三拍較三三相三單三三拍穩(wěn)三定，三因此三較常三采用三。每個三定子三磁極三下的三轉(zhuǎn)子三齒數(shù)三不能三為整三數(shù)，三而應(yīng)三相差三1/m步距三角：b=360oZrNZr：轉(zhuǎn)子三齒數(shù)三；N：循環(huán)三的拍三數(shù)。齒距角：——Zr360其中三，m為相三數(shù)，p為磁三極對三數(shù)，k為整三數(shù)7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)Pa三ge55f：電脈三沖的三頻率轉(zhuǎn)速步進(jìn)三機(jī)通三過一三個電三脈沖三,轉(zhuǎn)三子轉(zhuǎn)三過的三角度三,稱三為步距三角。N:一個三周期三的運(yùn)三行拍三數(shù)Zr：轉(zhuǎn)子三齒數(shù)如：Zr=4三0三,三N三=3時步距三角7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)Pa三ge567.三5.三2運(yùn)三行特三性步進(jìn)三電動三機(jī)不三改變?nèi)娙闆r三的運(yùn)三行狀三態(tài)稱三為靜三態(tài)運(yùn)三行。三電機(jī)三定子三齒與三轉(zhuǎn)子三齒中三心線三之間三的夾三角θ叫做三失調(diào)三角，三用電三角度三表示三。步三進(jìn)電三機(jī)靜三態(tài)運(yùn)三行時三轉(zhuǎn)子三受到三的反三應(yīng)轉(zhuǎn)三矩T叫做三靜轉(zhuǎn)三矩，三通常三以θ增加三的方三向?yàn)槿Ｈ竭M(jìn)三電機(jī)三的靜三轉(zhuǎn)矩T與失三調(diào)角θ之間三的關(guān)三系T=三f(θ)叫做三矩角三特性三。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)圖7三-2三3三步進(jìn)三電動三機(jī)的三轉(zhuǎn)矩三和轉(zhuǎn)三角Pa三ge57當(dāng)接三入控三制繞三組的三脈沖三頻率三較低三，電三機(jī)轉(zhuǎn)三子完三成一三步之三后，三下一三個脈三沖才三到來三，電三機(jī)呈三現(xiàn)一三轉(zhuǎn)一三停的三狀態(tài)三，故三稱之三為步三進(jìn)運(yùn)三行狀三態(tài)。負(fù)載三（即三空載三）時三步進(jìn)三電機(jī)三的運(yùn)三行狀三態(tài)如下圖三所示三。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)圖7三-2三5三步進(jìn)三電動三機(jī)空三載運(yùn)三行狀三態(tài)Pa三ge587.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)上面三是步三進(jìn)電三機(jī)空三載步三進(jìn)運(yùn)三行時三的情三況，三當(dāng)步三進(jìn)電三機(jī)帶三上負(fù)三載運(yùn)三行時三情況三有所三不同三。帶三上負(fù)三載TL后，三轉(zhuǎn)子三每走三一步三不再三停留三在穩(wěn)三定平三衡點(diǎn)三，而三是停三留在三靜轉(zhuǎn)三矩T等于三負(fù)載三轉(zhuǎn)矩三的點(diǎn)三上，三如下三圖，三在a1、b1、c1處，T=三TL，轉(zhuǎn)子三停止三不的三不動三。圖7三-2三6三步進(jìn)三電動三機(jī)負(fù)三載運(yùn)三行狀三態(tài)Pa三ge597.三5.三3驅(qū)三動電三源脈沖三分配三器：三決定三步進(jìn)三電機(jī)三定子三繞組三通電三順序三和電三機(jī)轉(zhuǎn)三速的三電路三。功率三放大三器：三分配三器輸三出的三脈沖三信號三必須三經(jīng)過三功率三放大三，才三能作三為勵三磁電三流送三到步三進(jìn)電三機(jī)定三子繞三組。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)圖7三-2三8三步進(jìn)三電動三機(jī)的三驅(qū)動三電路三方框三圖Pa三ge60步進(jìn)三電機(jī)三的應(yīng)三用主要三用于三數(shù)字三控制三系統(tǒng)三中，三精度三高，三運(yùn)行三可靠三。如三采用三位置三檢測三和速三度反三饋，三亦可三實(shí)現(xiàn)三閉環(huán)三控制三。步進(jìn)三電動三機(jī)已三廣泛三地應(yīng)三用于三數(shù)字三控制三系統(tǒng)三中，三如數(shù)三模轉(zhuǎn)三換裝三置、三數(shù)控三機(jī)床三、計(jì)三算機(jī)三外圍三設(shè)備三、自三動記三錄儀三、鐘三表等三之中三，另三外在三工業(yè)三自動三化生三產(chǎn)線、三印刷三設(shè)備三等中三亦有三應(yīng)用三。7.三5三步進(jìn)三電動三機(jī)Pa三ge617.三6其三他控三制微三電機(jī)7.三6.三1自三整角三機(jī)自整三角機(jī)三在自三動控三制系三統(tǒng)中三用做三角度三的傳三輸、三指示三或變?nèi)龘Q，三通常三將兩三臺或三多臺三相同三的自三整角三機(jī)組三合起三來使三用。三自整三角機(jī)三有控三制式三和力三矩式三兩種三，其三用途三不同三。力三矩式三自整三角機(jī)三用做三遠(yuǎn)距三離轉(zhuǎn)三角指三示，三控制三式自三整角三機(jī)可三以將三轉(zhuǎn)角三轉(zhuǎn)換三成電三信號三。自整三角機(jī)三的結(jié)三構(gòu)分三成定三子和三轉(zhuǎn)子三兩大三部分三，接三觸式三自整三角機(jī)三結(jié)構(gòu)三如圖三下圖三所示三。Pa三ge627.三6其三他控三制微三電機(jī)1—三定子三；2三—轉(zhuǎn)三子；三3—三阻尼三繞組三；4—三電刷三；5三—接三線柱三；6三—滑三環(huán)力矩三式自三整角三機(jī)的三轉(zhuǎn)子三多采三用兩三極的三凸極三結(jié)構(gòu)三，對三頻率三較高三、規(guī)三格較三大的三力矩三式自三整角三機(jī)采三用隱三極結(jié)三構(gòu)。三控制三式自三整角三機(jī)的三接收三機(jī)轉(zhuǎn)三子采三用隱三極結(jié)三構(gòu)。三通常三，定三子鐵三心槽三內(nèi)嵌三有接三成星三形的三三相三對稱三繞組三，稱三之為三整步三繞組三。轉(zhuǎn)三子鐵三心槽三內(nèi)嵌三有單三相繞三組，三稱之三為勵三磁繞三組。三勵磁三繞組三通過三滑環(huán)三和電三刷裝三置與三外電三路連三接。圖7三-2三9三自整三角機(jī)三的基三本結(jié)三構(gòu)Pa三ge63控制三式自三整角三機(jī)的三工作三原理三可以三由左三圖來三說明三。圖三中由三結(jié)構(gòu)三、參三數(shù)均三相同三的兩三臺自三整角三機(jī)構(gòu)三成自三整角三機(jī)組三。一三臺用三來發(fā)三送轉(zhuǎn)三角信三號，三它的三勵磁三繞組三接到三單相三交流三電源三上，三稱為三自整三角發(fā)三送機(jī)三，用ZK三F表示三。另三一臺三用來三接收三轉(zhuǎn)角三信號三并將三轉(zhuǎn)角三信號三轉(zhuǎn)換三成勵三磁繞三組中三的感三應(yīng)電三動勢三輸出三，稱三之為三自整三角接三收機(jī)三，用ZK三J表示三。兩三臺自三整角三機(jī)定三子中三的整三步繞三組均三接成三星形三，三三對相三序相三同的三相繞三組分三別接三成回三路。7.三6其三他控三制微三電機(jī)1三控制三式自三整角三機(jī)的三工作三原理Pa三ge64圖7三-3三1三控制三式自三整角三機(jī)工三作原三理圖7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge65在自三整角三發(fā)送三機(jī)的三勵磁三繞組三中通三入單三相交三流電三流時三，兩三臺自三整角三機(jī)的三氣隙三中都三將產(chǎn)三生脈三振磁三場，三其大三小隨三時間三按余三弦規(guī)三律變?nèi)?。三脈振三磁場三使自三整角三發(fā)送三機(jī)整三步繞三組的三各相三繞組三生成三時間三上同三相位三的感三應(yīng)電三動勢三，電三動勢三的大三小取三決于三整步三繞組三中各三相繞三組的三軸線三與勵三磁繞三組軸三線之三間的三相對三位置三。當(dāng)三整步三繞組三中的三某一三相繞三組軸三線與三勵磁三繞組三軸線三重合三時，三該相三繞組三中的三感應(yīng)三電動三勢為三最大三值，三用EFm表示三電動三勢的三最大三值。7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge66設(shè)發(fā)三送機(jī)三整步三繞組三中的A相繞三組軸三線與三其對三應(yīng)的三勵磁三繞組三軸線三的夾三角為θJ，接收三機(jī)整三步繞三組中三的A相繞三組軸三線與三其對三應(yīng)的三勵磁三繞組三軸線三的夾三角為θF，如三圖上三圖所三示。三發(fā)送三機(jī)整三步繞三組中三各相三繞組三的感三應(yīng)電三動勢三有效三值為7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge67可以三證明三：接三收機(jī)三勵磁三繞組三的合三成電三動勢三，即三輸出三電動三勢E0為式中E0m——三最大三輸出三電動三勢有三效值從上三式看三出，三失調(diào)三角=三0時，三接收三機(jī)的三輸出三電動三勢為三最大三而不三是零三，且三與失三調(diào)角有余三弦關(guān)三系的三輸出三電動三勢不三能反三映發(fā)三送機(jī)三轉(zhuǎn)子三的偏三轉(zhuǎn)方三向，三故很三不實(shí)三用。三實(shí)際三的控三制式三自整三角機(jī)三是將三接收三機(jī)轉(zhuǎn)三子繞三組軸三線與三發(fā)送三機(jī)轉(zhuǎn)三子繞三組軸三線垂三直時三的位三置作三為計(jì)三算F的起三始位三置。三此時三，輸三出電三動勢三表示三為7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge68由于三接收三機(jī)轉(zhuǎn)三子不三能轉(zhuǎn)三動，三即是三恒定三的。J控制三式自三整角三機(jī)的三輸出三電動三勢的三大小三反映三了發(fā)三送機(jī)三轉(zhuǎn)子三的偏三轉(zhuǎn)角三度，三輸出三電動三勢的三極性三反映三了發(fā)三送機(jī)三轉(zhuǎn)子三的偏三轉(zhuǎn)方三向，三從而三實(shí)現(xiàn)三了將三轉(zhuǎn)角三轉(zhuǎn)換三成電三信號三。7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge692三力三矩式三自整三角機(jī)三的工三作原三理力矩三式自三整角三機(jī)的三工作三原理三可以三由左三圖來三說明三。圖三中由三結(jié)構(gòu)三、參三數(shù)均三相同三的兩三臺自三整角三機(jī)構(gòu)三成自三整角三機(jī)組三，一三臺用三來發(fā)三送轉(zhuǎn)三角信三號，三稱自三整角三發(fā)送三機(jī)，三用ZL三F表示三；另三一臺三用來三接收三轉(zhuǎn)角三信號三，稱三為自三整角三接收三機(jī)，三用ZL三J表示三。兩三臺自三整角三機(jī)中三的整三步繞三組均三接成三星形三，三三對相三序相三同的三相繞三組分三別連三接成三回路三。兩三臺自三整角三機(jī)轉(zhuǎn)三子中三的勵三磁繞三組接三在同三一個三單相三交流三電源三上。7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge70圖7三-3三5三力矩三式自三整角三機(jī)接三線圖三及磁三動勢三圖7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge71在勵三磁繞三組中三通入三單相三交流三電流三時，三兩臺三自整三角機(jī)三的氣三隙中三都將三生成三脈振三磁場三，其三大小三隨時三間按三余弦三規(guī)律三變化三。脈三振磁三場使三整步三繞組三的各三相繞三組生三成時三間上三同相三位的三感應(yīng)三電動三勢，三電動三勢的三大小三取決三于整三步繞三組中三各相三繞組三的軸三線與三勵磁三繞組三軸線三之間三的相三對位三置。三當(dāng)整三步繞三組中三的某三一相三繞組三軸線三與其三對應(yīng)三的勵三磁繞三組軸三線重三合時三，該三相繞三組中三的感三應(yīng)電三動勢三為最三大，三用Em表示三電動三勢的三最大三值。7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge72設(shè)發(fā)三送機(jī)三整步三繞組三中的A相繞三組軸三線與三其對三應(yīng)的三勵磁三繞組三軸線三的夾三角為F，接三收機(jī)三整步三繞組三中的A相繞三組軸三線與三其對三應(yīng)的三勵磁三繞組三軸線三的夾三角為J，如三圖上三圖所三示。三則整三步繞三組中三各相三繞組三的感三應(yīng)電三動勢三有效三值如三下。7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge73對發(fā)三送機(jī)對接三收機(jī)由于三發(fā)送三機(jī)與三接收三機(jī)各三連接三相的三感應(yīng)三電動三勢在三時間三上是三同相三位的三，可三得各三相回三路的三合成三電動三勢為式中=三F-J為發(fā)三送機(jī)三、接三收機(jī)三偏轉(zhuǎn)三角之三差，三稱為三失調(diào)三角7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge74當(dāng)J≠F，即三失調(diào)三角≠0時，三整步三繞組三中各三相回三路的三合成三電動三勢不三為零三，使三各相三回路三中產(chǎn)三生均三衡電三流。三設(shè)整三步繞三組中三的各三相阻三抗為Z，則各三相回三路的三均衡三電流三有效三值為7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge75由于J≠F時，三整步三繞組三各相三回路三中存三在均三衡電三流，三帶電三的整三步繞三組在三氣隙三磁場三的作三用下三產(chǎn)生三電磁三轉(zhuǎn)矩三，電三磁轉(zhuǎn)三矩作三用于三整步三繞組三而試三圖使三定子三旋轉(zhuǎn)三。只三要發(fā)三送機(jī)三轉(zhuǎn)子三轉(zhuǎn)過三一個三角度三，接三收機(jī)三的轉(zhuǎn)三子就三會在三接收三機(jī)本三身生三成的三電磁三轉(zhuǎn)矩三作用三下轉(zhuǎn)三過一三個相三同的三角度三，J=F,三從而三實(shí)現(xiàn)三了轉(zhuǎn)三角遠(yuǎn)三距離三再現(xiàn)三。7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge76實(shí)際三上，三由于三存在三摩擦三轉(zhuǎn)矩三，當(dāng)三電磁三轉(zhuǎn)矩三隨失三調(diào)角三減小三而減三小到三等于三或小三于摩三擦轉(zhuǎn)三矩時三，接三收機(jī)三的轉(zhuǎn)三子就三停轉(zhuǎn)三了，三也就三是說三，均三衡電三流未三下降三到零三時接三收機(jī)三轉(zhuǎn)子三就停三轉(zhuǎn)了三，說三明接三收機(jī)三轉(zhuǎn)子三的偏三轉(zhuǎn)角三與發(fā)三送機(jī)三轉(zhuǎn)子三的偏三轉(zhuǎn)角三還有三一定三的偏三差，三即仍三存在三失調(diào)三角，三此時三的失三調(diào)角三稱為三靜態(tài)三誤差三角。三靜態(tài)三誤差三角越三小，三力矩三式自三整角三機(jī)的三精度三越高三。7.三6其三他控三制微三電機(jī)Pa三ge777.三6其三他控三制微三電機(jī)旋轉(zhuǎn)三變壓三器是三自動三裝置三中較三常用三的精三密控三制電三機(jī)。三當(dāng)旋三轉(zhuǎn)變?nèi)龎浩魅亩ㄈ永@三組施三加單三相交三流電三時，三其轉(zhuǎn)三子繞三組輸三出的三電壓三與轉(zhuǎn)三子轉(zhuǎn)三角成三正弦三余弦三關(guān)系三或線三性關(guān)三系等三函數(shù)三關(guān)系三。旋三轉(zhuǎn)變?nèi)龎浩魅Y(jié)構(gòu)三與繞三線式三異步三電動三機(jī)類三似，三其定三子、三轉(zhuǎn)子三鐵芯三通常三采用三高磁三導(dǎo)率三的鐵三鎳硅三鋼片三沖疊三而成三，在三定子三鐵芯三和轉(zhuǎn)三子鐵三芯上三分別三沖有三均勻三分布三的槽三，里三邊分三別安三裝有三兩個三在空三間上三互相三垂直三的繞三組，三通常三設(shè)計(jì)三為2三極，三轉(zhuǎn)子三繞組三經(jīng)電三刷和三集電三環(huán)引三出。三旋轉(zhuǎn)三變壓三器的三種類三很多三，其三中正三余弦三旋轉(zhuǎn)三變壓三器，三線形三旋轉(zhuǎn)三變壓三器較三為常三用。7.三6.三2三旋三轉(zhuǎn)變?nèi)龎浩鱌a三ge787.三6其三他控三制微三電機(jī)旋轉(zhuǎn)三變壓三器的三定子三鐵芯三槽中三裝有三兩套三完全三相同三的繞三組D1D2和D3D4，但三在空三間上三相差90°，三每套三繞組三中有三效匝三數(shù)為N0，其中三繞組D1D2為直三軸繞三組，三繞組D3D4為交三軸繞三組。三如下三圖所三示。Pa三