1、第七章 控制电机电气工程系胡幸鸣 电机及拖动基础 控制电机本章在已学过的常规旋转电机基本理论的基础上，简要地介绍几种有特殊性能的常用控制电机 交直流伺服电动机、交直流测速发电机及步进电动机等的基本结构、工作原理、特性等。第七章 控制电机 电机及拖动基础 控制电机第一节 控制电机概述控制电机系统中广泛应用于国防、航天航空技术、先进工业技术、民用领域之尖端技术与现代化装备中。运行高可靠性性能要求 特性参数高精度对控制信号的快速响应 传递信息变换控制信号执行控制信号自动控制应用雷达的扫描跟踪、飞机自动驾驶、数控机床控制、遥测遥控、工业机器人控制、宇宙飞船等都少不了控制电机 。 电机及拖动基础 控制电
2、机第一节 控制电机概述控制电机按功能分类执行用控制电机 交、直流伺服电动机 步进电动机 测速用控制电机 交、直流测速发电机 测位用控制电机 自整角机 旋转变压器 （电信号控制动作）(速度信号转换为电信号 ) 电机及拖动基础 控制电机第二节 伺服电动机在自动控制系统中用作执行元件，又称执行电动机。即将接收到的控制电压信号转换为转轴的角位移或角速度输出。在自动控制系统中，对伺服电动机的性能要求：无 “ 自转 ” 现象。空载始动电压低 ,灵敏度高机械特性和调节特性为线性 ,调速范围宽。 快速响应。 电机及拖动基础 控制电机一、直流伺服电动机结构控制方式电磁式（他励）和永磁式直流伺服电动机与对应的普通
3、直流电动机在结构上并无本质上的差别电枢控制 磁场控制电枢回路电感小，响应快，在自动控制系统中多采用电枢控制。 UcUaUc：控制电压Control 电机及拖动基础 控制电机一、直流伺服电动机工作原理 直流伺服电动机与普通直流电动机的工作原理是完全相同的。对于电磁式且为枢控方式，当励磁绕组施加恒压时，建立气隙磁通 ，电枢绕组作为控制绕组 接收到控制电压 Uc后， 电枢绕组内的电流与磁场作用，产生电磁转矩 T， 电动机转动 。当控制电压 Uc=0时， Ic=0，电磁转矩 T=0， 电动机立即停转 。保证了电动机无 “自转 ”现象，所以直流伺服电动机是自动控制系统中一种很好的执行元件。电枢控制 电机
4、及拖动基础 控制电机一、直流伺服电动机特性 与他励直流电动机改变电枢电压时的人为机特相似。不同 Uc时的机特族是线性的控制电压 UC越大，则 n=0时对应的起动转矩 T也越大，越利于起动。 T一定Uc越大n越高T一定时的 n=f(Uc)机械特性调节特性 不同 T时的调特族是线性的控制电压 UC始动电压 Uc0，电动机不转 “ 失灵区 ”。同样的 T下，失灵区越小，灵敏度越高。 T1始动电压 电机及拖动基础 控制电机一、直流伺服电动机结论优点： 直流伺服电动机在电枢控制方式运行时，特性的线性度好，调速范围大，效率高，起动转矩大，没有 “ 自转现象” ，可以说，具有理想的伺服性能。缺点： 电刷和换向器的接触电阻数值不够稳定，对低速运行的稳定有一定影响。此外，电刷与换向器之间的火花有可能对控制系统产生有害的电磁波干扰。 结论 电机及拖动基础 控制电机二、交流伺服电动机交流伺服电动机在结构上类似单相异步电动机。它的定子铁心是用硅钢片、铁铝合金或铁镍合金片叠压而成，在其槽内嵌放两个空间相差 90电角度的两个定子绕组，一个是励磁绕组，另一个是控制绕组。结构转子形式笼型转子 非磁性杯形转子 与普通三相异步电动机笼型转子相似，只是 外形上细而长， 缩小直径可使惯量降低； 功率因数较高，电动机的机械强度大，但快速响应性能稍差，低速运行也不够平稳。1.交流伺服电动机的结构和基本工作原理
