1、海南風(fēng)光，第15章，第10章控制電機(jī)，第2章，第10章控制電機(jī)，第10.1章概述10.2步進(jìn)電機(jī)10.2.1結(jié)構(gòu)10.2.2工作模式10.2.3步進(jìn)角步進(jìn)電機(jī)10.3伺服電機(jī)10.3.1交流伺服電機(jī)10.3.2 DC伺服電機(jī)，3異步電機(jī)，DC電機(jī)等。都被用作動(dòng)力。他們的主要任務(wù)是能量轉(zhuǎn)換，例如將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。本章描述電機(jī)的控制。10.1、概述，控制電機(jī)有很多種，本章主要介紹步進(jìn)機(jī)、伺服機(jī)?？刂齐姍C(jī)的主要要求是靈敏、準(zhǔn)確、重量輕、體積小、運(yùn)行可靠、功耗低等。4，10.2步進(jìn)電機(jī)，機(jī)構(gòu)：步進(jìn)電機(jī)是一種利用電磁原理將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成線性位移或角位移的電機(jī)。對(duì)于每個(gè)電脈沖，電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，驅(qū)動(dòng)機(jī)器

2、移動(dòng)一小段距離。特點(diǎn)：(1)一脈一步角。(2)控制脈沖頻率以控制電機(jī)速度。(3)改變脈沖順序和方向。5、類型：激發(fā)型和反應(yīng)型。兩者的區(qū)別在于，在勵(lì)磁步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有一個(gè)勵(lì)磁線圈，而在反作用步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒(méi)有勵(lì)磁線圈。應(yīng)用：步進(jìn)機(jī)被廣泛使用。例如，它已被應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)繪圖儀等設(shè)備。下面是一個(gè)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的例子來(lái)說(shuō)明它的結(jié)構(gòu)和工作原理。6、10.2.1結(jié)構(gòu)中，步進(jìn)機(jī)主要由兩部分組成：定子和轉(zhuǎn)子。它們都是由磁性材料制成的，分別有六個(gè)和四個(gè)磁極。定子，轉(zhuǎn)子，定子繞組，7，定子的六個(gè)極設(shè)有控制繞組，兩個(gè)相反的極形成一相。注意：這里的相位概念不同于三相交流電中的“相位”。步進(jìn)機(jī)由DC脈沖驅(qū)動(dòng)，

3、主要指線圖的連接和組數(shù)的差異。Ia、IB、IC、8、10.2.2工作模式，步進(jìn)電機(jī)工作模式可分為：三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。一、三相單三拍，(1)三相繞組連接方式：Y型，(9)、(3)工作過(guò)程，A相通電對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子1、3齒和AA。10。類似地，相B被激勵(lì)，轉(zhuǎn)子2和4的齒與相B的軸線對(duì)齊，并且相對(duì)于相A的激勵(lì)位置旋轉(zhuǎn)30；C相通電，然后旋轉(zhuǎn)30次。11、這種工作模式，因?yàn)橐淮沃挥腥嗬@組的一相通電，而一個(gè)周期包括三個(gè)脈沖，所以它被稱為三相單三拍。(1)對(duì)于每個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)30。這個(gè)角度叫做階梯角，用S表示.(2)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序。改變通電順序可以改變旋轉(zhuǎn)方向。

4、12、2、3相單拍和雙拍六拍。三相繞組通電順序?yàn)椋篈ABBBCCA，共6拍。工作過(guò)程：a相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和a對(duì)齊。因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)磁拉力平衡的位置。與AA相比，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)了15度。(1)BB磁場(chǎng)對(duì)齒2和齒4有磁拉力，使轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)A和B相同時(shí)，它們被激勵(lì)，(2)AA磁場(chǎng)繼續(xù)拉動(dòng)齒1和3。一句話，每一個(gè)周期，有六個(gè)上電狀態(tài)，所以叫做三相六拍，步角是15。B相通電，轉(zhuǎn)子2和4的齒與B對(duì)齊，轉(zhuǎn)子再旋轉(zhuǎn)15次。15、3相、3相、2相、3拍、3相繞組通電順序：abbccaab、3拍。當(dāng)工作模式為3相、2拍和3拍時(shí)，轉(zhuǎn)子每產(chǎn)生一個(gè)電脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)30圈，即S=30。對(duì)于小步進(jìn)角為17，10.2.3的步

5、進(jìn)電機(jī)，實(shí)際步進(jìn)角大多為3度和1.5度。階梯角越小，加工精度越高。為了產(chǎn)生小的槳距角，定子和轉(zhuǎn)子都由多齒構(gòu)成。在圖中，轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，定子仍然是6個(gè)磁極，但每個(gè)磁極上也有5個(gè)齒。18，轉(zhuǎn)子節(jié)距等于360/40=9，齒寬和齒槽各為4.5。為了對(duì)齊轉(zhuǎn)子和定子的齒，定子極上的小齒與齒槽和轉(zhuǎn)子的寬度相同。19、工作原理：假設(shè)單個(gè)三拍通電模式。(1) Whe此時(shí)，相B和相A之間的空間差是120，包括120/9=相A和相C之間的差是240，包括240/9=齒。因此，當(dāng)相A的轉(zhuǎn)子和定子的五個(gè)小齒對(duì)齊時(shí)，相B和相C不能對(duì)齊。相B的轉(zhuǎn)子和定子相差1/3個(gè)齒(3)，相C的轉(zhuǎn)子和定子相差2/3個(gè)齒(6)。如果工作模

6、式改變?yōu)槿嗔?，每個(gè)電脈沖轉(zhuǎn)子僅旋轉(zhuǎn)1.5。異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向仍然由相序決定。同樣，c相通電，然后旋轉(zhuǎn)3 ，(2)在a相斷電和b相通電后，轉(zhuǎn)子只需旋轉(zhuǎn)1/3的齒(3)來(lái)對(duì)準(zhǔn)b相21的轉(zhuǎn)子和定子，步進(jìn)通過(guò)電脈沖，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度，稱為槳距角。22、10.3伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的作用是驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。受控對(duì)象的扭矩和轉(zhuǎn)速由信號(hào)電壓控制。當(dāng)信號(hào)電壓的大小和極性改變時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向也會(huì)改變。23、伺服電機(jī)的作用，10.3.1交流伺服電機(jī)，原理與兩相交流異步電機(jī)相同，定子裝有兩個(gè)繞組勵(lì)磁繞組和控制繞組。勵(lì)磁繞組和控制繞組間隔90。24歲。勵(lì)磁繞組中串聯(lián)電容C的目的是產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。接線、勵(lì)磁繞組的接線、

7、電容的適當(dāng)選擇可以使流入兩個(gè)繞組的電流之間的相位差接近90，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在該磁場(chǎng)下旋轉(zhuǎn)。例如，選擇電容器可以使交流伺服電機(jī)電路中電壓和電流的相量關(guān)系如圖所示。兩個(gè)繞組中產(chǎn)生的電流之和的相位差接近90，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。控制電壓和電源電壓具有相同的頻率、相同的相位或相反的相位。當(dāng)U2=0時(shí)，轉(zhuǎn)子停止。此時(shí)，雖然U2=0V，但U1仍然存在，似乎處于單相運(yùn)行狀態(tài)，它不同于單相異步電機(jī)。如果單相電機(jī)開始運(yùn)行，在單相出現(xiàn)后，它仍然會(huì)旋轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)不同，設(shè)備不能在單相電壓下旋轉(zhuǎn)。交流伺服電機(jī)的特點(diǎn)：原因：R2交流伺服電機(jī)設(shè)計(jì)較大。因此，當(dāng)U2=0時(shí)，交流伺服電機(jī)的T

8、=f(s)曲線如下頁(yè)所示：28。U2=0V時(shí)，正反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)除以脈動(dòng)磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩t和t的組合轉(zhuǎn)矩t不同于單相異步電機(jī)。組合扭矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，因此當(dāng)U2=0V時(shí)，電機(jī)可以立即停止，這反映了控制信號(hào)(有控制電壓時(shí)旋轉(zhuǎn)，無(wú)控制電壓時(shí)不旋轉(zhuǎn))避免失控的功能。(3)當(dāng)控制電壓U2改變時(shí)，轉(zhuǎn)子速度相應(yīng)地改變，并且速度與電壓U2成比例。當(dāng)U2的極性改變時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)也隨之改變。(2)交流伺服電機(jī)R2設(shè)計(jì)得很大，使得Sm1和Tst很大，啟動(dòng)快，穩(wěn)定運(yùn)行范圍大。30、交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為0.1-100瓦，功率頻率分為50Hz、400Hz等。它被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、自動(dòng)溫度記錄等系統(tǒng)。應(yīng)用，31，10.3.2 DC伺服電機(jī)，結(jié)構(gòu)：與DC電機(jī)基本相同。使它變細(xì)以減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。工作原理：與DC電機(jī)相同。電源模式：李和。勵(lì)磁繞組和電樞由兩個(gè)獨(dú)立的電源供電。從力學(xué)特性可以看出：(1) U2，N在一定載