第9章控制电机9.1伺服电动机9.2测速发电机9.3步进电动机9.4自动控制的基本概念第9章控制电机教学要求:
1.了解交流伺服电动机的结构和工作原理。
2.了解直流伺服电动机的结构和工作原理。
3.了解交流测速发电机的结构和工作原理。
4.了解步进电动机的结构和工作原理。前面介绍的异步电动机、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:如:伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱动控制对象;测速发电机将转速转换为电压,并传递到输入端作为反馈信号。步进电动机将脉冲信号转换为角位移或线位移。本章介绍的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,本章只讨论常用的几种:伺服电机、测速电机、步进电机。对控制电机的主要要求:动作灵敏、准确、重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。伺服电动机可分为两类:伺服电动机又称执行电动机。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。交流伺服电动机直流伺服电动机9.1伺服电动机伺服电动机可控性好,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。9.1.
--.(http:///article/UploadPic/-2/912.jpg)伺服电机内部结构HYPERLINK"/article/UploadPic/-2/912.jpg"伺服电机工作原理伺服电机原理
一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组
L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯
伺服电机工作原理1•伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。2•交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降