电机与电气控制技术 第四章特种电机 特种电机 学习目标： 掌握伺服电动机、测速发电机、步进电机、 直线电机和微型同步电动机等特种 电机的结构、性能和工作原理。 了解特种电机在生产领域中的实际应用
电机与电气控制技术 特 种 电 机 学习目标: 第四章 特种电机 掌握伺服电动机、测速发电机、步进电机、 直线电机和微型同步电动机等特种 电机的结构、性能和工作原理。 了解特种电机在生产领域中的实际应用
电机与电气控制技术 第四章特种电机 特种电机 ■定义： 结构、性能、用途或原理等与常规电机不同， 且体积和输出功率较小的微型电机或特种精 密电机，一 般其外径不大于130mm。 驱动各种机构 驱动用 仪表以及家用 分类： 特种电机 由哭英 在自动控制系 控制用 统中传递、变 换和执行控制 特种电机 信号的小功率 电机
电机与电气控制技术 特 种 电 机 结构、性能、用途或原理等与常规电机不同， 且体积和输出功率较小的微型电机或特种精 密电机，一般其外径不大于130mm。 第四章 特种电机 定义： 控制用 特种电机 驱动用 分类： 特种电机 驱动各种机构、 仪表以及家用 电器等。 在自动控制系 统中传递、变 换和执行控制 信号的小功率 电机
电机与电气控制技术 第一节：伺服电动机 案例1： 特种电机 数控机床伺服系统是以机床移动部件的机械位 移为直接控制目标的自动控制系统，也称位置 随动系统，它接收来自插补器的步进脉冲，经 过变换放大后转化为机床工作台的位移。高性 能的数控机床伺服系统还由检测元件反馈实际 的输出位置状态，并由位置调节器构成位置闭 环控制。 伺服电动机外形图
电机与电气控制技术 特 种 电 机 第一节：伺服电动机 案例1： 数控机床伺服系统是以机床移动部件的机械位 移为直接控制目标的自动控制系统，也称位置 随动系统，它接收来自插补器的步进脉冲，经 过变换放大后转化为机床工作台的位移。高性 能的数控机床伺服系统还由检测元件反馈实际 的输出位置状态，并由位置调节器构成位置闭 环控制。 伺服电动机外形图
电机与电气控制技术 在自动控制系统中，对伺服电动机的性能要求： 特种电机 ■调速范围宽。 ■机械特性和调节特性为线性。 ■无“自转”现象。 ■快速响应。 输出功率较大 直流伺服电动机 分类： 输出功率较小 交流伺服电动机
电机与电气控制技术 特 种 电 机 调速范围宽。 机械特性和调节特性为线性。 无“自转”现象。 快速响应。 在自动控制系统中，对伺服电动机的性能要求： 交流伺服电动机 直流伺服电动机 分类： 输出功率较大 输出功率较小
电机与电气控制技术 直流伺服电动机 (一)结构 特种电机 结构和原理与普通直流电动机的结构和 原理没有根本区别。 力能指标较低 空心杯形转子直 按照转 LT四W4AV不 流伺服电动机 子结构 kt北L上一 分类： 无槽电枢直流伺 散热好、力能 服电动机 指标高、快速 性好
电机与电气控制技术 特 种 电 机 （一）结构 结构和原理与普通直流电动机的结构和 原理没有根本区别。 电磁式直流伺服 电动机 永磁式直流伺服 按照励 电动机 磁方式 分类： 不需要励磁绕 组和励磁电源 一般采用他励 无槽电枢直流伺 结构 服电动机 空心杯形转子直 按照转 流伺服电动机 子结构 分类： 力能指标较低 散热好、力能 指标高、快速 性好 二、直流伺服电动机
电机与电气控制技术 (二)控制方式 电枢回路电感 小，响应快， 恒压励磁 在自动控制系 种电机 0 统中多采用电 a 枢控制。 SM 控制电压 U。 电枢控制
电机与电气控制技术 特 种 电 机 （二）控制方式 电枢控制 恒压励磁 控制电压 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
电机与电气控制技术 (二)控制方式 控制电压 Q 特种电机 4 恒压 磁场控制
电机与电气控制技术 特 种 电 机 Uf Uc （二）控制方式 磁场控制 恒压 控制电压
电机与电气控制技术 特性分析 特种电机 Q SM 磁路一般不饱 和，不考虑电 枢反应，认为 主磁通Φ大小 机械特性表达式： 不变。 U R n= C,Φ CCnΦ T=no-BT
电机与电气控制技术 特 种 电 机 UC Uf 机械特性表达式: T n βT C C Φ R C Φ U n 2 0 e T a e c = − = − 磁路一般不饱 和，不考虑电 枢反应，认为 主磁通Φ大小 不变。 特性分析
电机与电气控制技术 线性度好，调整 范围大，起动转 T2>T1）Tn 矩大，效率高 特种电机 Ve Uk1>2>3 a 机械特性 调节特性 始动 电压 始动电压越高，死区越大。 负载越大，死区越 大，伺服电机不灵敏，所以不可带太大负载
电机与电气控制技术 特 种 电 机 Tm2> Tm1 > Tem 机械特性 调节特性 始动 电压 线性度好，调整 范围大，起动转 矩大，效率高 UC1> UC2 > UC3 始动电压越高，死区越大。负载越大，死区越 大，伺服电机不灵敏，所以不可带太大负载
电机与电气控制技术 直流伺服电动机缺点： 特种电机 电枢电流较大；电刷和换向器维护工作 量大；接触电阻不稳定；电刷与换向器 之间的火花有可能对控制系统产生干扰
电机与电气控制技术 特 种 电 机 电枢电流较大；电刷和换向器维护工作 量大；接触电阻不稳定；电刷与换向器 之间的火花有可能对控制系统产生干扰。 直流伺服电动机缺点：