驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)

1、第第6章驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)章驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī) 6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 6.2 單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī) 6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī) 6.4 電機(jī)電機(jī) 小結(jié)小結(jié)下一頁返回6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)由單相電源供電，它廣泛應(yīng)用于家用電器和醫(yī)療器械單相異步電動(dòng)機(jī)由單相電源供電，它廣泛應(yīng)用于家用電器和醫(yī)療器械上，如電風(fēng)扇、電冰上，如電風(fēng)扇、電冰 箱、洗衣機(jī)、空調(diào)設(shè)備和醫(yī)療器械中都使用單箱、洗衣機(jī)、空調(diào)設(shè)備和醫(yī)療器械中都使用單相異步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。相異步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 6.1.1單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)

2、構(gòu)如圖圖6.1所示。從結(jié)構(gòu)上看，單相異步電動(dòng)機(jī)所示。從結(jié)構(gòu)上看，單相異步電動(dòng)機(jī)與三相籠型異步電與三相籠型異步電 動(dòng)機(jī)相似，其轉(zhuǎn)子也為籠型，只是定子繞動(dòng)機(jī)相似，其轉(zhuǎn)子也為籠型，只是定子繞 組為一組為一單相工作繞組。通常為滿足啟動(dòng)單相工作繞組。通常為滿足啟動(dòng) 的需要，定子上除了工作繞組外，的需要，定子上除了工作繞組外，還設(shè)有還設(shè)有 啟動(dòng)繞組，它的作用是產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一啟動(dòng)繞組，它的作用是產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一 般只在啟動(dòng)時(shí)接入，般只在啟動(dòng)時(shí)接入，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn) 速的速的70%85%時(shí)，由離心開關(guān)將其從時(shí)，由離心開關(guān)將其從 電源自電源自動(dòng)切除，所以正常工作時(shí)只有工動(dòng)切除，所以正常工作時(shí)只

3、有工 作繞組在電源上運(yùn)行。也有一些電作繞組在電源上運(yùn)行。也有一些電容或容或 電阻電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行時(shí)將啟動(dòng)繞組接于電阻電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行時(shí)將啟動(dòng)繞組接于 電源上，這實(shí)質(zhì)上電源上，這實(shí)質(zhì)上下一頁返回6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)兩相電機(jī)，但由于它接在單相電源上，故仍稱為單相異步相當(dāng)于一臺(tái)兩相電機(jī)，但由于它接在單相電源上，故仍稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)。 6.1.2單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相交流繞組通入單相交流電流產(chǎn)生脈振磁通勢(shì)，這個(gè)脈振磁通勢(shì)可單相交流繞組通入單相交流電流產(chǎn)生脈振磁通勢(shì)，這個(gè)脈振磁通勢(shì)可以分解為兩個(gè)幅值以分解為兩個(gè)幅值 相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的

4、旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，從而相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并場(chǎng)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(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。該電流與磁場(chǎng)相互作分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。該電流與磁場(chǎng)相互作用用 產(chǎn)生正向和反向電磁轉(zhuǎn)矩，如產(chǎn)生正向和反向電磁轉(zhuǎn)矩，如圖圖6.2所示，所示，T+em企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，T-em企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，這兩個(gè)轉(zhuǎn)企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，這兩個(gè)轉(zhuǎn) 矩疊加起來就是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的矩疊加起來就是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩合成轉(zhuǎn)矩Tem，如，如圖圖6.3所示。所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，

5、正、反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)均以當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，正、反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)均以n1速度以相反方向切割速度以相反方向切割上一頁 下一頁返回6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中感轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中感 應(yīng)出大小相等而相序相反的電動(dòng)勢(shì)和電應(yīng)出大小相等而相序相反的電動(dòng)勢(shì)和電流，它們分別產(chǎn)生大小相等而方向相反的兩個(gè)電磁轉(zhuǎn)流，它們分別產(chǎn)生大小相等而方向相反的兩個(gè)電磁轉(zhuǎn) 矩，使其合成矩，使其合成的電磁轉(zhuǎn)矩為零。說明單相異步電動(dòng)機(jī)無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如不采取其他措的電磁轉(zhuǎn)矩為零。說明單相異步電動(dòng)機(jī)無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如不采取其他措施，電動(dòng)機(jī)施，電動(dòng)機(jī) 將不能啟動(dòng)。將不能啟動(dòng)。當(dāng)當(dāng)s1時(shí)，時(shí)，Tem0，且，且Tem無固定方向，

6、它取決于無固定方向，它取決于S的正負(fù)。若用外的正負(fù)。若用外力使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，力使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來， 合成轉(zhuǎn)矩不為零，這時(shí)若合成轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載合成轉(zhuǎn)矩不為零，這時(shí)若合成轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則即使去掉外力，電動(dòng)機(jī)也可以旋轉(zhuǎn)起來。轉(zhuǎn)矩，則即使去掉外力，電動(dòng)機(jī)也可以旋轉(zhuǎn)起來。 因此單相異步電因此單相異步電動(dòng)機(jī)雖無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但一經(jīng)啟動(dòng)，便可達(dá)到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工作，而旋動(dòng)機(jī)雖無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但一經(jīng)啟動(dòng)，便可達(dá)到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工作，而旋轉(zhuǎn)方向則轉(zhuǎn)方向則 取決于啟動(dòng)瞬間作用于轉(zhuǎn)子的外力矩方向。取決于啟動(dòng)瞬間作用于轉(zhuǎn)子的外力矩方向。由此可知，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中斷一相，電機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但由由此可知，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中斷

7、一相，電機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但由于存在反向轉(zhuǎn)矩，使合于存在反向轉(zhuǎn)矩，使合 成轉(zhuǎn)矩減小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率上升，成轉(zhuǎn)矩減小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率上升，定、轉(zhuǎn)子電流定、轉(zhuǎn)子電流曾加，從而使得電動(dòng)機(jī)溫升增加。曾加，從而使得電動(dòng)機(jī)溫升增加。上一頁 下一頁返回6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)由于反向轉(zhuǎn)矩的作用，使合成轉(zhuǎn)矩減小，最大轉(zhuǎn)矩也隨之減小，故單由于反向轉(zhuǎn)矩的作用，使合成轉(zhuǎn)矩減小，最大轉(zhuǎn)矩也隨之減小，故單相異步電動(dòng)機(jī)的過載能力較低。相異步電動(dòng)機(jī)的過載能力較低。 6.1.3單相異步電動(dòng)機(jī)的主要類型單相異步電動(dòng)機(jī)的主要類型單相異步電動(dòng)機(jī)可分為分相電動(dòng)機(jī)和罩極電動(dòng)機(jī)兩大類型。單相異步電動(dòng)機(jī)可分為分相

8、電動(dòng)機(jī)和罩極電動(dòng)機(jī)兩大類型。(1)分相啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)分相啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)在分析交流繞組磁通勢(shì)時(shí)曾得出一個(gè)結(jié)論，只要在空間不同相的繞組在分析交流繞組磁通勢(shì)時(shí)曾得出一個(gè)結(jié)論，只要在空間不同相的繞組中通入時(shí)間上不同中通入時(shí)間上不同 相的電流，就能產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，分相啟動(dòng)電動(dòng)相的電流，就能產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，分相啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的。機(jī)就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的。分相啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)包括電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電容電動(dòng)機(jī)和電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。分相啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)包括電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電容電動(dòng)機(jī)和電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。上一頁 下一頁返回6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)定子上有兩個(gè)繞組，一個(gè)稱為主繞組或工作繞組

9、，另一個(gè)稱為輔助繞定子上有兩個(gè)繞組，一個(gè)稱為主繞組或工作繞組，另一個(gè)稱為輔助繞組或啟動(dòng)繞組，兩繞組在空間相差組或啟動(dòng)繞組，兩繞組在空間相差90。在啟動(dòng)繞組在啟動(dòng)繞組2回路中串接啟動(dòng)電容回路中串接啟動(dòng)電容C，作電流分相用，并通過離心開，作電流分相用，并通過離心開關(guān)關(guān)S或繼電器觸點(diǎn)或繼電器觸點(diǎn)S與工作繞組與工作繞組1并聯(lián)在同一單相電源上，如并聯(lián)在同一單相電源上，如圖圖6.4(a)所示。若適當(dāng)選擇電容所示。若適當(dāng)選擇電容C，使流過啟動(dòng)繞，使流過啟動(dòng)繞 組的電流超前工作繞組電流組的電流超前工作繞組電流90，如圖，如圖6.4(b)所示，這就相當(dāng)于在時(shí)間相位上互差所示，這就相當(dāng)于在時(shí)間相位上互差90的兩的

10、兩相相 電流流入在空間相差電流流入在空間相差90的兩相繞組中，于是在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的兩相繞組中，于是在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并在該磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生磁場(chǎng)，并在該磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生 電磁轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組是按短時(shí)工作設(shè)計(jì)的，所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)這種電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組是按短時(shí)工作設(shè)計(jì)的，所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)70%85%同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 時(shí)，啟動(dòng)繞組和啟動(dòng)電容器時(shí)，啟動(dòng)繞組和啟動(dòng)電容器C就在離心開關(guān)就在離心開關(guān)S作用下自動(dòng)退出工作，這時(shí)電動(dòng)機(jī)就在工作繞作用下自動(dòng)退出工作，這時(shí)電動(dòng)機(jī)就在工作繞 組單獨(dú)作用下運(yùn)行。組單獨(dú)作用下運(yùn)行。上一頁 下一頁返回6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異

11、步電動(dòng)機(jī)電容電動(dòng)機(jī)電容電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)繞組在啟動(dòng)繞組2中串入電容后，不僅能產(chǎn)生較中串入電容后，不僅能產(chǎn)生較 大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且運(yùn)行大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且運(yùn)行時(shí)還能改善電動(dòng)機(jī)的功時(shí)還能改善電動(dòng)機(jī)的功 率因數(shù)和提高過載能力。為了改善單相異步率因數(shù)和提高過載能力。為了改善單相異步電動(dòng)電動(dòng) 機(jī)的運(yùn)行性能，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，可不切除串有電容機(jī)的運(yùn)行性能，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，可不切除串有電容 器的啟動(dòng)繞器的啟動(dòng)繞組，這種電動(dòng)機(jī)稱為電容電動(dòng)機(jī)，如組，這種電動(dòng)機(jī)稱為電容電動(dòng)機(jī)，如圖圖6.5所示。所示。電容電動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)兩相異步電動(dòng)機(jī)，電容電動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)兩相異步電動(dòng)機(jī)，因此啟動(dòng)繞組應(yīng)按長(zhǎng)期工作方式設(shè)計(jì)。由于電動(dòng)機(jī)工作時(shí)比

12、啟動(dòng)時(shí)所因此啟動(dòng)繞組應(yīng)按長(zhǎng)期工作方式設(shè)計(jì)。由于電動(dòng)機(jī)工作時(shí)比啟動(dòng)時(shí)所需的電容小，所以單相電容電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后，必須利用離心開關(guān)需的電容小，所以單相電容電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后，必須利用離心開關(guān)S把把啟動(dòng)電容啟動(dòng)電容Cst切除。工作電容與工作繞組及啟動(dòng)繞組一起參與運(yùn)行。切除。工作電容與工作繞組及啟動(dòng)繞組一起參與運(yùn)行。電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組不串聯(lián)電容而采用串聯(lián)電阻的方法來對(duì)電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組不串聯(lián)電容而采用串聯(lián)電阻的方法來對(duì)上一頁 下一頁返回6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)繞組的電流分相，但繞組的電流分相，但 由于此時(shí)工作電流與啟動(dòng)電流之間的相位差較由于此時(shí)工作電流與啟

13、動(dòng)電流之間的相位差較小，因此其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，只適用于空載或輕載小，因此其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，只適用于空載或輕載 啟動(dòng)的場(chǎng)合。啟動(dòng)的場(chǎng)合。(2)罩極電動(dòng)機(jī)罩極電動(dòng)機(jī)罩極電動(dòng)機(jī)的定子一般都采用凸極式的，工作繞組集中繞制，套在定罩極電動(dòng)機(jī)的定子一般都采用凸極式的，工作繞組集中繞制，套在定子磁極上。在極靴表面的子磁極上。在極靴表面的1/31/4處開有一個(gè)小槽，并用短路銅環(huán)處開有一個(gè)小槽，并用短路銅環(huán)把這部分磁極罩起來，故稱罩極電動(dòng)機(jī)。短路銅環(huán)起了啟動(dòng)繞組的作把這部分磁極罩起來，故稱罩極電動(dòng)機(jī)。短路銅環(huán)起了啟動(dòng)繞組的作用，稱為啟動(dòng)繞組。罩極電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子仍做成籠型，如用，稱為啟動(dòng)繞組。罩極電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子仍做成籠型

14、，如圖圖6.6(a)所所示。示。當(dāng)工作繞組通入單相交流電流后，將產(chǎn)生脈振磁通，其中一部分磁通當(dāng)工作繞組通入單相交流電流后，將產(chǎn)生脈振磁通，其中一部分磁通 不穿過短路銅環(huán)，另一部磁通不穿過短路銅環(huán)，另一部磁通 則穿過短路銅環(huán)。由于則穿過短路銅環(huán)。由于 與與 都是都是由工作繞組中的電流產(chǎn)生的，故由工作繞組中的電流產(chǎn)生的，故 與與 同相位，并且同相位，并且 。上一頁 下一頁返回6.1 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 脈振的結(jié)果，在短路環(huán)中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)脈振的結(jié)果，在短路環(huán)中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì) ，它滯后，它滯后 。由于。由于短路銅環(huán)閉合，在短短路銅環(huán)閉合，在短 路銅環(huán)中就有滯后于路銅環(huán)中就有滯后于 角的電流角的

15、電流 產(chǎn)生，它產(chǎn)生，它又產(chǎn)生與又產(chǎn)生與 同相的磁通同相的磁通 ，也穿鏈于短路，也穿鏈于短路 環(huán)，因此罩極部分穿鏈的環(huán)，因此罩極部分穿鏈的總磁通為總磁通為 ，如圖，如圖6.6(b)所示。所示。由此可見，未罩極部分磁通由此可見，未罩極部分磁通 與被罩極部分磁通與被罩極部分磁通 不僅在空間上，不僅在空間上，而且在時(shí)間上有相而且在時(shí)間上有相 位差，因此它們的合成磁場(chǎng)將是一個(gè)由超前相轉(zhuǎn)位差，因此它們的合成磁場(chǎng)將是一個(gè)由超前相轉(zhuǎn)向滯后相的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)向滯后相的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(即由未罩極部分轉(zhuǎn)向罩極部分即由未罩極部分轉(zhuǎn)向罩極部分)，由此產(chǎn)生電磁，由此產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，其方向也為由未罩極轉(zhuǎn)向罩極部分。轉(zhuǎn)矩，其方向也為由未罩

16、極轉(zhuǎn)向罩極部分。上一頁返回6.2 單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)俗稱單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)或通用電機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)俗稱單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)或通用電機(jī)(Universal Motor)，因激磁繞組和勵(lì)磁繞，因激磁繞組和勵(lì)磁繞 組串聯(lián)在一起工作而得名。串激電機(jī)組串聯(lián)在一起工作而得名。串激電機(jī)屬于交、直流兩用電動(dòng)機(jī)，它既可以使用交流電源工作，屬于交、直流兩用電動(dòng)機(jī)，它既可以使用交流電源工作， 也可以使也可以使用直流電源工作。用直流電源工作。 6.2.1單相串激電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)及主要用途單相串激電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)及主要用途(1)單相串激電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)單相串激電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 可交、直流兩用；可交、直流兩用；轉(zhuǎn)速高，一般

17、在轉(zhuǎn)速高，一般在8 00035 000 r/min；調(diào)速方便，且轉(zhuǎn)速與電源頻率無關(guān)；調(diào)速方便，且轉(zhuǎn)速與電源頻率無關(guān)；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，為46倍額定轉(zhuǎn)矩；倍額定轉(zhuǎn)矩；機(jī)械特性較軟，過載能力強(qiáng)；機(jī)械特性較軟，過載能力強(qiáng)；下一頁返回6.2 單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)體積小，用料省；體積小，用料??；碳刷和換向器有摩擦、有換向火花、易產(chǎn)生電磁干擾。碳刷和換向器有摩擦、有換向火花、易產(chǎn)生電磁干擾。(2)單相串激電動(dòng)機(jī)的主要用途單相串激電動(dòng)機(jī)的主要用途 電動(dòng)工具，如電鉆、電鋸、砂光機(jī)、電動(dòng)工具，如電鉆、電鋸、砂光機(jī)、電刨等；電刨等；園林工具，如割草機(jī)、修枝剪、電鏈鍋等；園林工具，如割草機(jī)、修枝剪、

18、電鏈鍋等；醫(yī)療器械，如牙床機(jī)；醫(yī)療器械，如牙床機(jī)；家用電器，如吸塵器、電吹風(fēng)、榨汁機(jī)、滾筒洗衣機(jī)等家用電器，如吸塵器、電吹風(fēng)、榨汁機(jī)、滾筒洗衣機(jī)等 6.2.2單相串激電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)單相串激電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)單相串激電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如單相串激電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖圖6.7所示，它主要由定子、轉(zhuǎn)子、前后端所示，它主要由定子、轉(zhuǎn)子、前后端蓋蓋(罩罩)及散熱風(fēng)葉組及散熱風(fēng)葉組 成。定子由定子鐵芯和套在極靴上的繞組成。定子由定子鐵芯和套在極靴上的繞組上一頁 下一頁返回6.2 單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)組成，其作用是產(chǎn)生勵(lì)磁磁通、導(dǎo)磁及支撐前后罩組成，其作用是產(chǎn)生勵(lì)磁磁通、導(dǎo)磁及支撐前后罩; 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵

19、芯、軸、電樞繞組及換向器組成，其作用是產(chǎn)生連續(xù)的電磁轉(zhuǎn)矩，通過轉(zhuǎn)軸、電樞繞組及換向器組成，其作用是產(chǎn)生連續(xù)的電磁轉(zhuǎn)矩，通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)負(fù)軸帶動(dòng)負(fù) 載做功，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能載做功，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能;前后罩起支撐電樞，將定子、前后罩起支撐電樞，將定子、轉(zhuǎn)子連接固定成一體的作用。轉(zhuǎn)子連接固定成一體的作用。單相串激電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如單相串激電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖圖6.8所示。所示。 6.2.3單相串激電動(dòng)機(jī)的工作原理單相串激電動(dòng)機(jī)的工作原理如圖如圖6.9所示，單相串激電動(dòng)機(jī)定子線圈與轉(zhuǎn)子線圈在電路上是串聯(lián)所示，單相串激電動(dòng)機(jī)定子線圈與轉(zhuǎn)子線圈在電路上是串聯(lián)關(guān)系。當(dāng)單相串激電關(guān)系。當(dāng)單相串激電 動(dòng)機(jī)電源處

20、于交流電正半周時(shí)，如動(dòng)機(jī)電源處于交流電正半周時(shí)，如圖圖6.9(a)所所示，由左手定則可以判定，轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩的作示，由左手定則可以判定，轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩的作 用沿逆時(shí)針方向用沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn);當(dāng)交流電變化到負(fù)半周時(shí)，如圖當(dāng)交流電變化到負(fù)半周時(shí)，如圖6.9(b)所示，磁場(chǎng)極性改變，所示，磁場(chǎng)極性改變，同時(shí)電樞電同時(shí)電樞電 流的方向也隨之改變，因此電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變，仍為流的方向也隨之改變，因此電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變，仍為上一頁 下一頁返回6.2 單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針方向，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。逆時(shí)針方向，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。由此可見，因換向器的換流作用，不論電動(dòng)機(jī)工作在交流電的正半

21、波、由此可見，因換向器的換流作用，不論電動(dòng)機(jī)工作在交流電的正半波、負(fù)半波或直流電，其負(fù)半波或直流電，其 電磁轉(zhuǎn)矩的方向都是一致的，這正是單相串激電磁轉(zhuǎn)矩的方向都是一致的，這正是單相串激電動(dòng)機(jī)可以交流、直流兩用的原因。電動(dòng)機(jī)可以交流、直流兩用的原因。 6.2.4單相串激電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向改變方法單相串激電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向改變方法改變單相串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的方法有以下幾種：改變單相串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的方法有以下幾種：改變定子線圈的繞向；改變定子線圈的繞向；碳刷所連接的電源線對(duì)調(diào)；碳刷所連接的電源線對(duì)調(diào)；改變轉(zhuǎn)子繞線方式。改變轉(zhuǎn)子繞線方式。注意注意:對(duì)調(diào)電源線不能改變單相串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。對(duì)調(diào)電源線不能改變單

22、相串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 上一頁 下一頁返回6.2 單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī) 6.2.5單相串激電動(dòng)機(jī)的調(diào)速單相串激電動(dòng)機(jī)的調(diào)速單相串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為單相串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為式中式中:E電樞電動(dòng)勢(shì)有效值電樞電動(dòng)勢(shì)有效值(V)；每極磁通每極磁通(Wb);N電樞導(dǎo)體數(shù)；電樞導(dǎo)體數(shù)；n-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)。單相串激電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)單相串激電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)P、并聯(lián)支路數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)a均為均為1。 由式由式(6.1)可可見，單相串激電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源見，單相串激電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源 頻率、磁極對(duì)數(shù)無關(guān)，電勢(shì)由電頻率、磁極對(duì)數(shù)無關(guān)，電勢(shì)由電壓決定，改變電壓、減少壓決定，改變電壓、減少 磁通和電樞

23、導(dǎo)體數(shù)均能改變轉(zhuǎn)速。磁通和電樞導(dǎo)體數(shù)均能改變轉(zhuǎn)速。上一頁 下一頁返回6.2 單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)(1)調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速如如圖圖6.10所示，所示，D1、R1、R2、C及電樞繞組、激磁繞組及電樞繞組、激磁繞組F組成組成RC充放電電路，充放電電路，RC越大充放電時(shí)間越長(zhǎng)。越大充放電時(shí)間越長(zhǎng)。 當(dāng)輸入交流電壓為正半周時(shí)，當(dāng)輸入交流電壓為正半周時(shí)，二極管二極管D1導(dǎo)通，由導(dǎo)通，由R1、R2、C組成的充電回路開始充電，當(dāng)電容組成的充電回路開始充電，當(dāng)電容器器C兩端電壓升高到可控硅的觸發(fā)電壓時(shí)，可控硅兩端電壓升高到可控硅的觸發(fā)電壓時(shí)，可控硅SCR觸發(fā)導(dǎo)通，調(diào)觸發(fā)導(dǎo)通，調(diào)節(jié)電阻節(jié)電阻R2，即可控制充

24、電時(shí)間，從而控，即可控制充電時(shí)間，從而控 制整流電壓，達(dá)到調(diào)速的目制整流電壓，達(dá)到調(diào)速的目的。的。(2)串聯(lián)電抗器調(diào)速串聯(lián)電抗器調(diào)速串聯(lián)電抗器調(diào)速原理如串聯(lián)電抗器調(diào)速原理如圖圖6.11所示，改變電抗器抽頭可實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)所示，改變電抗器抽頭可實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速。速。(3)串聯(lián)電阻調(diào)速串聯(lián)電阻調(diào)速上一頁 下一頁返回6.2 單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)串聯(lián)電阻調(diào)速原理如串聯(lián)電阻調(diào)速原理如圖圖6.12所示，電樞回路串電阻，加在電動(dòng)機(jī)兩所示，電樞回路串電阻，加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓將下降，從而端的電壓將下降，從而 實(shí)現(xiàn)降壓調(diào)速。實(shí)現(xiàn)降壓調(diào)速。上一頁返回6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)是機(jī)械轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置，它的輸

25、入是轉(zhuǎn)速，輸出是與轉(zhuǎn)速成測(cè)速發(fā)電機(jī)是機(jī)械轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置，它的輸入是轉(zhuǎn)速，輸出是與轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號(hào)。根正比的電壓信號(hào)。根 據(jù)輸出電壓的不同，測(cè)速發(fā)電機(jī)分為直流測(cè)速據(jù)輸出電壓的不同，測(cè)速發(fā)電機(jī)分為直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)兩種。在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)電機(jī)和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)兩種。在實(shí)際應(yīng)用中， 對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)的要對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)的要求主要有以下幾個(gè)方面：求主要有以下幾個(gè)方面：線性度要好，最好在全程范圍內(nèi)輸出電壓與轉(zhuǎn)速之間成正比關(guān)系；線性度要好，最好在全程范圍內(nèi)輸出電壓與轉(zhuǎn)速之間成正比關(guān)系；測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以保證測(cè)速的快速性；測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以保證測(cè)速的快速性；測(cè)速發(fā)電機(jī)的靈敏度要高，較小

26、的轉(zhuǎn)速變化也能引起輸出電壓明顯的測(cè)速發(fā)電機(jī)的靈敏度要高，較小的轉(zhuǎn)速變化也能引起輸出電壓明顯的變化。變化。 6.3.1直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)際上是微型直流發(fā)電機(jī)，包括永磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)和直流測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)際上是微型直流發(fā)電機(jī)，包括永磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)和電磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)，電磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)， 輸出為直流電壓。輸出為直流電壓。下一頁返回6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)(1)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的原理與直流發(fā)電機(jī)相同，在忽略電樞反應(yīng)的情況下，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的原理與直流發(fā)電機(jī)相同，在忽略電樞反應(yīng)的情況下，電樞的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為電樞的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為當(dāng)帶負(fù)載后，電

27、刷兩端的輸出電壓為當(dāng)帶負(fù)載后，電刷兩端的輸出電壓為負(fù)載兩端的電壓與電流的關(guān)系為負(fù)載兩端的電壓與電流的關(guān)系為式中，式中，U2為負(fù)載兩端的電壓為負(fù)載兩端的電壓(U2=Ua)；RL為負(fù)載電阻。為負(fù)載電阻。 聯(lián)合上述聯(lián)合上述公式并整理可得公式并整理可得上一頁 下一頁返回6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)式中，式中， 為輸出特性的斜率。為輸出特性的斜率。根據(jù)式根據(jù)式6.5可得直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性如可得直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性如圖圖6.13所示。所示。(2)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的誤差及減小誤差的方法直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的誤差及減小誤差的方法 實(shí)際的直流測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)際的直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓與轉(zhuǎn)速間并不能保的輸出電壓與

28、轉(zhuǎn)速間并不能保 持嚴(yán)格的正比關(guān)系，產(chǎn)生誤差的原因持嚴(yán)格的正比關(guān)系，產(chǎn)生誤差的原因主要有以下幾個(gè)方面：主要有以下幾個(gè)方面： 電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)由于有電樞反應(yīng)，使得主磁通發(fā)生變化，式由于有電樞反應(yīng)，使得主磁通發(fā)生變化，式(6.2)中的電中的電 動(dòng)勢(shì)常數(shù)動(dòng)勢(shì)常數(shù)ke將不再為常數(shù)，而是隨負(fù)載電流的變化而變化，將不再為常數(shù)，而是隨負(fù)載電流的變化而變化， 負(fù)載電流升高電負(fù)載電流升高電動(dòng)勢(shì)系數(shù)動(dòng)勢(shì)系數(shù)ke略有減小特性曲線向下彎曲。略有減小特性曲線向下彎曲。為消除電樞反應(yīng)的影響，除在設(shè)計(jì)時(shí)采用補(bǔ)償繞組進(jìn)行補(bǔ)償、結(jié)構(gòu)上為消除電樞反應(yīng)的影響，除在設(shè)計(jì)時(shí)采用補(bǔ)償繞組進(jìn)行補(bǔ)償、結(jié)構(gòu)上加大氣隙削弱電樞反加大氣隙削弱電樞反

29、 應(yīng)的影響外，對(duì)于使用者而言應(yīng)使發(fā)電機(jī)的負(fù)應(yīng)的影響外，對(duì)于使用者而言應(yīng)使發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻阻值等于或大于負(fù)載電阻的規(guī)定值，這樣載電阻阻值等于或大于負(fù)載電阻的規(guī)定值，這樣 可使負(fù)載電流對(duì)電可使負(fù)載電流對(duì)電樞反應(yīng)的影響盡可能的小。樞反應(yīng)的影響盡可能的小。上一頁 下一頁返回6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)電刷接觸電阻的影響電刷接觸電阻的影響電刷接觸電阻為非線性電阻，當(dāng)測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速低，輸出電壓也低電刷接觸電阻為非線性電阻，當(dāng)測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速低，輸出電壓也低時(shí)，接觸電阻較大，電時(shí)，接觸電阻較大，電 刷接觸電阻壓降在總電樞電壓中所占比重大，刷接觸電阻壓降在總電樞電壓中所占比重大，實(shí)際輸出電壓較小實(shí)際輸出電壓

30、較小;而當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)接角蟲電阻變而當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)接角蟲電阻變 小，接觸電壓也將小，接觸電壓也將變小。因此，在低轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)速與電壓間的關(guān)系由于接觸電阻的非線性變小。因此，在低轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)速與電壓間的關(guān)系由于接觸電阻的非線性影響而影響而 有一個(gè)不靈敏區(qū)。為減小電刷接觸電阻的影響，使用時(shí)可對(duì)有一個(gè)不靈敏區(qū)。為減小電刷接觸電阻的影響，使用時(shí)可對(duì)低輸出電壓進(jìn)行非線性補(bǔ)償。低輸出電壓進(jìn)行非線性補(bǔ)償。 6.3.2交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)分為同步測(cè)速發(fā)電機(jī)和異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。同步測(cè)速發(fā)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)分為同步測(cè)速發(fā)電機(jī)和異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。同步測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出頻率和電機(jī)的輸出頻率和 電壓幅值均隨轉(zhuǎn)速的變化而

31、變化，因此一般用作電壓幅值均隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，因此一般用作指示式轉(zhuǎn)速計(jì)，很少用于控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速測(cè)指示式轉(zhuǎn)速計(jì)，很少用于控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速測(cè) 量量;異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的上一頁 下一頁返回6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓頻率與勵(lì)磁電壓頻率相同而與轉(zhuǎn)速無關(guān)，其輸出電壓與轉(zhuǎn)速輸出電壓頻率與勵(lì)磁電壓頻率相同而與轉(zhuǎn)速無關(guān)，其輸出電壓與轉(zhuǎn)速成成 正比，因次在控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，本書只介紹異步測(cè)速正比，因次在控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，本書只介紹異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)。(1)空心杯型轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理空心杯型轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理異步測(cè)速發(fā)電機(jī)分為籠型和空心杯型兩種，籠型

32、測(cè)異步測(cè)速發(fā)電機(jī)分為籠型和空心杯型兩種，籠型測(cè) 速發(fā)電機(jī)不及空速發(fā)電機(jī)不及空心杯型測(cè)速發(fā)電機(jī)的測(cè)量精度高，而且心杯型測(cè)速發(fā)電機(jī)的測(cè)量精度高，而且 空心杯型結(jié)構(gòu)的測(cè)速發(fā)電機(jī)空心杯型結(jié)構(gòu)的測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也小，適合于快的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也小，適合于快 速系統(tǒng)，因此目前應(yīng)用比較廣泛的是空速系統(tǒng)，因此目前應(yīng)用比較廣泛的是空心杯型測(cè)速發(fā)電心杯型測(cè)速發(fā)電 機(jī)，機(jī)，圖圖6.14為空心杯型異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的原理圖。為空心杯型異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的原理圖。在圖中定子兩相繞組在空間位置上嚴(yán)格相差在圖中定子兩相繞組在空間位置上嚴(yán)格相差90電角度，在一相上電角度，在一相上加恒頻恒壓的交流電源，使其作為勵(lì)磁加恒頻恒壓的交流電源，使

33、其作為勵(lì)磁 繞組產(chǎn)生勵(lì)磁磁通繞組產(chǎn)生勵(lì)磁磁通;另一相作另一相作為輸出繞組，輸出與勵(lì)磁為輸出繞組，輸出與勵(lì)磁 繞組電源同頻率，幅值與轉(zhuǎn)速成正比的交繞組電源同頻率，幅值與轉(zhuǎn)速成正比的交流電壓流電壓U2。上一頁 下一頁返回6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)空心杯型測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為空心杯，用電阻率較空心杯型測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為空心杯，用電阻率較 大的非磁性材料大的非磁性材料制成，其目的是獲得線性度較好的電壓制成，其目的是獲得線性度較好的電壓 輸出信號(hào)。電機(jī)勵(lì)磁繞組中輸出信號(hào)。電機(jī)勵(lì)磁繞組中加入恒頻恒壓的勵(lì)磁電壓時(shí)，勵(lì)磁繞組中有勵(lì)磁電流流過，產(chǎn)生與電加入恒頻恒壓的勵(lì)磁電壓時(shí)，勵(lì)磁繞組中有勵(lì)磁電流流過，產(chǎn)生與電

34、源同頻率的脈振磁通勢(shì)源同頻率的脈振磁通勢(shì)Fd和脈振磁通和脈振磁通d。脈振磁通勢(shì)。脈振磁通勢(shì)Fd和脈振磁通和脈振磁通d在勵(lì)磁繞組的軸在勵(lì)磁繞組的軸 線方向上脈振，稱為直軸磁通勢(shì)和磁通。電機(jī)轉(zhuǎn)線方向上脈振，稱為直軸磁通勢(shì)和磁通。電機(jī)轉(zhuǎn)子和輸出繞組中的電動(dòng)勢(shì)及由此而產(chǎn)生的反子和輸出繞組中的電動(dòng)勢(shì)及由此而產(chǎn)生的反 應(yīng)磁通勢(shì)，根據(jù)電機(jī)的應(yīng)磁通勢(shì)，根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可分兩種情況：轉(zhuǎn)速可分兩種情況：電機(jī)不轉(zhuǎn)電機(jī)不轉(zhuǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0時(shí)，轉(zhuǎn)子中的電動(dòng)勢(shì)為變壓器性質(zhì)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子中的電動(dòng)勢(shì)為變壓器性質(zhì)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)性質(zhì)生的轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)性質(zhì) 和勵(lì)磁磁通勢(shì)性質(zhì)相同，均為直軸磁通勢(shì)。輸和勵(lì)磁磁

35、通勢(shì)性質(zhì)相同，均為直軸磁通勢(shì)。輸出繞組由于與勵(lì)磁繞組在空間位置上相差出繞組由于與勵(lì)磁繞組在空間位置上相差90電角度，因此不產(chǎn)生電角度，因此不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，輸出電壓感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，輸出電壓U2=0。上一頁 下一頁返回6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)速n0時(shí)，轉(zhuǎn)子切割脈振磁通時(shí)，轉(zhuǎn)子切割脈振磁通d，產(chǎn)生切割電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生切割電動(dòng)勢(shì)Er，切割電，切割電動(dòng)勢(shì)的大小可通過下式計(jì)算動(dòng)勢(shì)的大小可通過下式計(jì)算式中，式中，Cr為轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)常數(shù)為轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)常數(shù);d為脈振磁通幅值。為脈振磁通幅值。由式由式(6.6)可見，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的幅值與轉(zhuǎn)速成正比，其方向可用右手可見，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的幅值與轉(zhuǎn)速成正比

36、，其方向可用右手定則判斷。定則判斷。(2)異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的誤差異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的誤差異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的主要誤差包括幅值及相位誤差和剩余電壓誤差。異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的主要誤差包括幅值及相位誤差和剩余電壓誤差。幅值及相位誤差幅值及相位誤差由于輸出電壓除與轉(zhuǎn)速有關(guān)外還與由于輸出電壓除與轉(zhuǎn)速有關(guān)外還與d有關(guān)，若想輸出電壓嚴(yán)格正比有關(guān)，若想輸出電壓嚴(yán)格正比上一頁 下一頁返回6.3 測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)于轉(zhuǎn)速于轉(zhuǎn)速n，則，則d應(yīng)保應(yīng)保 持為常數(shù)。當(dāng)勵(lì)磁電壓為常數(shù)時(shí)，由于勵(lì)磁繞持為常數(shù)。當(dāng)勵(lì)磁電壓為常數(shù)時(shí)，由于勵(lì)磁繞組的漏感抗存在，使得勵(lì)磁繞組電動(dòng)勢(shì)與外加勵(lì)組的漏感抗存在，使得勵(lì)磁繞組電動(dòng)勢(shì)與外加勵(lì) 磁電壓有一個(gè)相

37、位磁電壓有一個(gè)相位差，隨著轉(zhuǎn)速的變化使得差，隨著轉(zhuǎn)速的變化使得d的幅值和相位均發(fā)生變化，造成輸出電的幅值和相位均發(fā)生變化，造成輸出電壓的誤差。為減小該誤差可增大轉(zhuǎn)子電阻。壓的誤差。為減小該誤差可增大轉(zhuǎn)子電阻。剩余電壓誤差剩余電壓誤差由于加工、裝配過程中存在機(jī)械上的不對(duì)稱及定子磁性材料性能的不由于加工、裝配過程中存在機(jī)械上的不對(duì)稱及定子磁性材料性能的不一致性，使得測(cè)速發(fā)一致性，使得測(cè)速發(fā) 電機(jī)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，實(shí)際輸出電壓并不為零，此電機(jī)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，實(shí)際輸出電壓并不為零，此時(shí)的輸出電壓被稱為剩余電壓。剩余電壓引起的時(shí)的輸出電壓被稱為剩余電壓。剩余電壓引起的 測(cè)量誤差稱為剩余測(cè)量誤差稱為剩余電壓誤差。減

38、小剩余電壓誤差的方法是選擇高質(zhì)量、各方向特性一致電壓誤差。減小剩余電壓誤差的方法是選擇高質(zhì)量、各方向特性一致的磁的磁 性材料，在機(jī)加工和裝配過程中提高機(jī)械精度，也可通過裝配性材料，在機(jī)加工和裝配過程中提高機(jī)械精度，也可通過裝配補(bǔ)償繞組的方法加以補(bǔ)償。對(duì)于補(bǔ)償繞組的方法加以補(bǔ)償。對(duì)于 使用者可通過電路補(bǔ)償?shù)姆椒ㄈコ褂谜呖赏ㄟ^電路補(bǔ)償?shù)姆椒ㄈコＳ嚯妷旱挠绊憽ＪＳ嚯妷旱挠绊?。上一頁返?.4 電機(jī)電機(jī)伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電機(jī)，伺服電機(jī)可以把輸入的電壓信號(hào)變換成為電伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電機(jī)，伺服電機(jī)可以把輸入的電壓信號(hào)變換成為電機(jī)軸上的角位移和角速度等機(jī)械信號(hào)輸出。機(jī)軸上的角位移和角速度等機(jī)械信號(hào)輸出。根

39、據(jù)伺服電機(jī)的控制電壓來分，伺服電機(jī)可分為直流伺服電機(jī)和交流根據(jù)伺服電機(jī)的控制電壓來分，伺服電機(jī)可分為直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)兩大類。伺服電機(jī)兩大類。 直流伺服電機(jī)的輸出功率通常為直流伺服電機(jī)的輸出功率通常為1600 W，可，可用于功率較大的控制系統(tǒng)中用于功率較大的控制系統(tǒng)中;交流伺服電機(jī)的交流伺服電機(jī)的 輸出功率較小，一般為輸出功率較小，一般為0.1100 W，用于功率較小的控制系統(tǒng)。，用于功率較小的控制系統(tǒng)。伺服電機(jī)在控制系統(tǒng)中一般用作執(zhí)行元件。根據(jù)被控對(duì)象的不同，由伺服電機(jī)在控制系統(tǒng)中一般用作執(zhí)行元件。根據(jù)被控對(duì)象的不同，由伺服電機(jī)組成的伺服伺服電機(jī)組成的伺服 系統(tǒng)一般有三種基本控制方式

40、，即位置控制、系統(tǒng)一般有三種基本控制方式，即位置控制、速度控制和力矩控制，通常位置和速度控制用得較多。速度控制和力矩控制，通常位置和速度控制用得較多。 6.4.1直流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)(1)直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)直流伺服電機(jī)的控制電源為直流電壓電源。根據(jù)其功能可分為直流伺服電機(jī)的控制電源為直流電壓電源。根據(jù)其功能可分為:普通普通型直流伺服電機(jī)、盤形電樞直流伺服電機(jī)、空心杯直流伺服電機(jī)和無型直流伺服電機(jī)、盤形電樞直流伺服電機(jī)、空心杯直流伺服電機(jī)和無槽直流伺服電機(jī)等幾種。槽直流伺服電機(jī)等幾種。普通型直流伺服電機(jī)普通型直流伺服電機(jī)普通型直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與他

41、勵(lì)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)相同，由定子和轉(zhuǎn)普通型直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與他勵(lì)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)相同，由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。子兩大部分組成。 根據(jù)勵(lì)磁方式又可分為電磁式和永磁式兩種，電根據(jù)勵(lì)磁方式又可分為電磁式和永磁式兩種，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上裝有勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁式伺服電機(jī)的定子磁極上裝有勵(lì)磁繞組，勵(lì) 磁繞組接勵(lì)磁控制電磁繞組接勵(lì)磁控制電壓產(chǎn)生磁通壓產(chǎn)生磁通;永磁式伺服電機(jī)的磁極是永磁鐵，其磁通是不可控的。永磁式伺服電機(jī)的磁極是永磁鐵，其磁通是不可控的。與普與普 通直流電機(jī)相同，直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子一般由硅鋼片疊壓而成，通直流電機(jī)相同，直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子一般由硅鋼片疊壓而成，轉(zhuǎn)子外圓有槽，槽內(nèi)裝有電樞繞組，

42、繞組通過換向器和電刷與外邊電轉(zhuǎn)子外圓有槽，槽內(nèi)裝有電樞繞組，繞組通過換向器和電刷與外邊電樞控制電路相連接。為提高控制精度和響應(yīng)速度，伺服樞控制電路相連接。為提高控制精度和響應(yīng)速度，伺服 電機(jī)的電樞電機(jī)的電樞鐵芯長(zhǎng)度與直徑之比比普通直流電機(jī)要大，氣隙也較小。鐵芯長(zhǎng)度與直徑之比比普通直流電機(jī)要大，氣隙也較小。上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)當(dāng)定子中的勵(lì)磁磁通和轉(zhuǎn)子中的電流相互作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩當(dāng)定子中的勵(lì)磁磁通和轉(zhuǎn)子中的電流相互作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)，恰當(dāng)驅(qū)動(dòng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)，恰當(dāng) 地控制轉(zhuǎn)子中電樞電流的方向和大小，就可以地控制轉(zhuǎn)子中電樞電流的方向和大小，就可以控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向

43、和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。電樞電控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。電樞電 流為零時(shí)，伺服電機(jī)流為零時(shí)，伺服電機(jī)則停止不動(dòng)。普通的電磁式和永磁式直流伺服電機(jī)性能接近，它們的則停止不動(dòng)。普通的電磁式和永磁式直流伺服電機(jī)性能接近，它們的慣性慣性 較其他類型伺服電機(jī)大。較其他類型伺服電機(jī)大。盤形電樞直流伺服電機(jī)盤形電樞直流伺服電機(jī)盤形電樞直流伺服電機(jī)的定子由永久磁鐵和前后鐵軛共同組成，磁鐵盤形電樞直流伺服電機(jī)的定子由永久磁鐵和前后鐵軛共同組成，磁鐵可以在圓盤電樞的一側(cè)，也可在其兩側(cè)。盤形伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子電樞由可以在圓盤電樞的一側(cè)，也可在其兩側(cè)。盤形伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子電樞由線圈沿轉(zhuǎn)軸的徑向圓周排列，并用環(huán)氧樹脂澆注成圓盤形

44、。盤形繞組線圈沿轉(zhuǎn)軸的徑向圓周排列，并用環(huán)氧樹脂澆注成圓盤形。盤形繞組中通過的電流是徑向電流，而磁通是軸向的，徑向電流與軸向磁通相中通過的電流是徑向電流，而磁通是軸向的，徑向電流與軸向磁通相 互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)。互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)。圖圖6.15為盤形伺服電機(jī)的為盤形伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)構(gòu)示意圖。上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)空心杯電樞直流伺服電機(jī)空心杯電樞直流伺服電機(jī)空心杯電樞直流伺服電機(jī)有兩個(gè)定子，一個(gè)由軟磁材料構(gòu)成的內(nèi)定子空心杯電樞直流伺服電機(jī)有兩個(gè)定子，一個(gè)由軟磁材料構(gòu)成的內(nèi)定子和一個(gè)由永磁材料構(gòu)成的外定子，外定子產(chǎn)生磁通，內(nèi)定子主要起導(dǎo)和一個(gè)由永

45、磁材料構(gòu)成的外定子，外定子產(chǎn)生磁通，內(nèi)定子主要起導(dǎo)磁作用?？招谋欧姍C(jī)的轉(zhuǎn)子，由單個(gè)成型線圈沿軸向排列成空心磁作用。空心杯伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子，由單個(gè)成型線圈沿軸向排列成空心杯形，并用環(huán)氧樹脂澆注成型?？招谋姌兄苯友b在轉(zhuǎn)軸上，在內(nèi)外杯形，并用環(huán)氧樹脂澆注成型?？招谋姌兄苯友b在轉(zhuǎn)軸上，在內(nèi)外定子間的氣隙中旋轉(zhuǎn)。定子間的氣隙中旋轉(zhuǎn)。圖圖6.16為空心杯電樞直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。為空心杯電樞直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。無槽直流伺服電機(jī)無槽直流伺服電機(jī)無槽直流伺服電機(jī)與普通伺服電機(jī)的區(qū)別是無槽直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子無槽直流伺服電機(jī)與普通伺服電機(jī)的區(qū)別是無槽直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯上不開元件鐵芯上不開元件 槽，電樞

46、繞組元件直接放置在鐵芯的外表面，然后槽，電樞繞組元件直接放置在鐵芯的外表面，然后用環(huán)氧樹脂澆注成型。用環(huán)氧樹脂澆注成型。圖圖6.17為無槽直流為無槽直流 伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)后三種伺服電機(jī)與普通伺服電機(jī)相比，具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、電樞等效電后三種伺服電機(jī)與普通伺服電機(jī)相比，具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、電樞等效電感小的特點(diǎn)，因此其動(dòng)態(tài)特性較好，適用于快速系統(tǒng)。感小的特點(diǎn)，因此其動(dòng)態(tài)特性較好，適用于快速系統(tǒng)。(2)直流伺服電機(jī)的運(yùn)行特性直流伺服電機(jī)的運(yùn)行特性在忽略電樞反應(yīng)的情況下，直流伺服電機(jī)的電壓平衡方程可表示如下在忽略電樞反應(yīng)的情況下，直流伺服電機(jī)的電壓平衡方程

47、可表示如下當(dāng)磁通恒定時(shí)，電樞反電動(dòng)勢(shì)為當(dāng)磁通恒定時(shí)，電樞反電動(dòng)勢(shì)為式中，式中，ke為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。 直流伺服電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為直流伺服電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為式中，式中，kt為轉(zhuǎn)矩常數(shù)。為轉(zhuǎn)矩常數(shù)。轉(zhuǎn)速關(guān)系式轉(zhuǎn)速關(guān)系式上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)根據(jù)式根據(jù)式(6.10)可得出直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性。可得出直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性。機(jī)械特性機(jī)械特性機(jī)械特性是指在控制電樞電壓保持不變的情況下，直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)機(jī)械特性是指在控制電樞電壓保持不變的情況下，直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速速n隨轉(zhuǎn)矩變化的關(guān)系。當(dāng)電樞電壓為常值時(shí)，式隨轉(zhuǎn)矩變化的關(guān)系。當(dāng)電樞電壓為常值時(shí)，式(6.10)可寫成可

48、寫成當(dāng)轉(zhuǎn)矩為零時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速僅與電樞電壓有關(guān)，此時(shí)的轉(zhuǎn)速為直流伺當(dāng)轉(zhuǎn)矩為零時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速僅與電樞電壓有關(guān)，此時(shí)的轉(zhuǎn)速為直流伺服電機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)服電機(jī)的理想空載轉(zhuǎn) 速，理想空載轉(zhuǎn)速與電樞電壓成正比，即速，理想空載轉(zhuǎn)速與電樞電壓成正比，即當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩僅與電樞電壓有關(guān)，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為堵轉(zhuǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩僅與電樞電壓有關(guān)，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與電樞電壓成正比，即轉(zhuǎn)矩，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與電樞電壓成正比，即上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)圖圖6.18為給定不同的電樞電壓得到的直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性。從為給定不同的電樞電壓得到的直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性。從機(jī)械特性曲線上看，機(jī)械特性曲

49、線上看， 不同電樞電壓下的機(jī)械特性曲線為一組平行線，不同電樞電壓下的機(jī)械特性曲線為一組平行線，其斜率為其斜率為-k。從圖中可以看出，當(dāng)控制電壓一定時(shí)，不同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。從圖中可以看出，當(dāng)控制電壓一定時(shí)，不同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)不同的機(jī)械轉(zhuǎn)速。對(duì)應(yīng)不同的機(jī)械轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)特性直流伺服電機(jī)的調(diào)節(jié)特性是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞電壓直流伺服電機(jī)的調(diào)節(jié)特性是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞電壓的關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)矩一定的關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)矩一定 時(shí)，根據(jù)式時(shí)，根據(jù)式(6.10)可知，轉(zhuǎn)速與電壓的關(guān)系也可知，轉(zhuǎn)速與電壓的關(guān)系也為一組平行線，如為一組平行線，如圖圖6.19所示。其斜率為所示。其斜率為1/ke。 6.4.

50、2交流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)(1)交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)一般是兩相交流電機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。交交流伺服電動(dòng)機(jī)一般是兩相交流電機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子 有籠形和杯形兩種，無論哪一種轉(zhuǎn)子，它的轉(zhuǎn)子有籠形和杯形兩種，無論哪一種轉(zhuǎn)子，它的轉(zhuǎn)子電阻都做得比較大，其目的是使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電阻都做得比較大，其目的是使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使它產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使它在控制繞組不加電壓時(shí)，能及時(shí)制動(dòng)，防止自轉(zhuǎn)。交流伺服電機(jī)的定在控制繞組不加電壓時(shí)，能及時(shí)制動(dòng)，防止自轉(zhuǎn)。交流伺服電機(jī)的定子為兩相繞

51、組，并在空間相差子為兩相繞組，并在空間相差90電角度。兩個(gè)定子繞組結(jié)構(gòu)完電角度。兩個(gè)定子繞組結(jié)構(gòu)完 全全相同，使用時(shí)一個(gè)繞組做勵(lì)磁用，另一個(gè)繞組做控制用。相同，使用時(shí)一個(gè)繞組做勵(lì)磁用，另一個(gè)繞組做控制用。圖圖6.20為交流伺服電機(jī)的工作原理圖，為交流伺服電機(jī)的工作原理圖，Uf為勵(lì)磁電壓，為勵(lì)磁電壓，Uc為控制電為控制電壓，這兩個(gè)電壓均為交流，相位互差壓，這兩個(gè)電壓均為交流，相位互差90。 當(dāng)勵(lì)磁繞組和控制繞組當(dāng)勵(lì)磁繞組和控制繞組均加交流互差均加交流互差90電角度的電壓時(shí)，電角度的電壓時(shí)， 在空間形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(控控制電壓和勵(lì)磁電壓的幅值相等制電壓和勵(lì)磁電壓的幅值相等)或

52、橢圓旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或橢圓旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(控制電壓和勵(lì)磁電壓控制電壓和勵(lì)磁電壓幅值不等幅值不等)，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)控制電壓和勵(lì)磁電壓的，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)控制電壓和勵(lì)磁電壓的幅值幅值 相等時(shí)，控制兩者的相位差也能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。相等時(shí)，控制兩者的相位差也能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)與普通兩相異步電動(dòng)機(jī)相比，伺服電動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：與普通兩相異步電動(dòng)機(jī)相比，伺服電動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)有較寬的調(diào)速范圍；伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)有較寬的調(diào)速范圍；當(dāng)勵(lì)磁電壓不為零，控制電壓為零時(shí)其轉(zhuǎn)速也應(yīng)為零；當(dāng)勵(lì)磁電壓不為零，控制電壓為零時(shí)其轉(zhuǎn)速也應(yīng)為零；機(jī)械特性應(yīng)為線性并且動(dòng)態(tài)特性要

53、好。機(jī)械特性應(yīng)為線性并且動(dòng)態(tài)特性要好。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻應(yīng)當(dāng)大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)當(dāng)小。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻應(yīng)當(dāng)大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)當(dāng)小。(2)交流伺服電機(jī)的控制方式交流伺服電機(jī)的控制方式交流伺服電機(jī)的控制方式有三種，即幅值控制、相位控制和幅相控制交流伺服電機(jī)的控制方式有三種，即幅值控制、相位控制和幅相控制 幅值控制控制電壓和勵(lì)磁電壓保持相位差幅值控制控制電壓和勵(lì)磁電壓保持相位差90，只改變控制電壓幅，只改變控制電壓幅值，這種控制方法稱為幅值控值，這種控制方法稱為幅值控 制。圖制。圖6.20為幅值控制伺服電機(jī)的控為幅值控制伺服電機(jī)的控制接線圖，使用時(shí)控制電壓制接線圖，使用時(shí)控制電壓Uc的幅值在額定值與零之的幅

54、值在額定值與零之 間變化，勵(lì)磁間變化，勵(lì)磁電壓電壓Uf保持為額定值。保持為額定值。上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)幅值控制交流伺服電機(jī)具有以下特性：幅值控制交流伺服電機(jī)具有以下特性：當(dāng)勵(lì)磁電壓為額定電壓，控制電壓為零時(shí)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速為零，電機(jī)當(dāng)勵(lì)磁電壓為額定電壓，控制電壓為零時(shí)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速為零，電機(jī)不轉(zhuǎn)；不轉(zhuǎn)；當(dāng)勵(lì)磁電壓為額定電壓，控制電壓也為額定電壓時(shí)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速最當(dāng)勵(lì)磁電壓為額定電壓，控制電壓也為額定電壓時(shí)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速最大，轉(zhuǎn)矩也為最大；大，轉(zhuǎn)矩也為最大；當(dāng)勵(lì)磁電壓為額定電壓，控制電壓在額定電壓與零電壓之間變化時(shí)，當(dāng)勵(lì)磁電壓為額定電壓，控制電壓在額定電壓與零電壓之間變化時(shí)，伺服電機(jī)

55、的轉(zhuǎn)速在最高轉(zhuǎn)速至零轉(zhuǎn)速間變化。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速在最高轉(zhuǎn)速至零轉(zhuǎn)速間變化。(2)相位控制相位控制相位控制時(shí)控制電壓和勵(lì)磁電壓均為額定電壓，通過改變控制電壓和相位控制時(shí)控制電壓和勵(lì)磁電壓均為額定電壓，通過改變控制電壓和勵(lì)磁電壓相位差，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的控制勵(lì)磁電壓相位差，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的控制設(shè)控制電壓與勵(lì)磁電壓的相位差為設(shè)控制電壓與勵(lì)磁電壓的相位差為，=090。根據(jù)。根據(jù)的取值的取值上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)可得出氣隙磁場(chǎng)的變化可得出氣隙磁場(chǎng)的變化 情況。當(dāng)情況。當(dāng)=0時(shí)，控制電壓與勵(lì)磁電壓同時(shí)，控制電壓與勵(lì)磁電壓同相位，氣隙總磁通勢(shì)為脈振磁通勢(shì)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速為零不轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)相位，氣隙總磁通勢(shì)

56、為脈振磁通勢(shì)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速為零不轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)=90時(shí)，為圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速最大，轉(zhuǎn)矩也為最大時(shí)，為圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速最大，轉(zhuǎn)矩也為最大;當(dāng)當(dāng)=0-90變化時(shí)，磁通勢(shì)從脈振磁通勢(shì)變?yōu)闄E圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)最變化時(shí)，磁通勢(shì)從脈振磁通勢(shì)變?yōu)闄E圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)最終變?yōu)閳A形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，伺服電機(jī)終變?yōu)閳A形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，伺服電機(jī) 的轉(zhuǎn)速由低向高變化。值越大越的轉(zhuǎn)速由低向高變化。值越大越接近圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，相位控制時(shí)的電路圖見圖接近圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，相位控制時(shí)的電路圖見圖6.20。(3)幅相控制幅相控制幅相控制是對(duì)幅值和相位差都進(jìn)行控制，通過改變控制電壓的幅值及幅相控制是對(duì)幅值和相位差都進(jìn)行控制，通過改變

57、控制電壓的幅值及控制電壓與勵(lì)磁電控制電壓與勵(lì)磁電 壓的相位差控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。壓的相位差控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖圖6.21為幅相為幅相控制接線方法?？刂平泳€方法。當(dāng)控制電壓的幅值改變時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，此時(shí)勵(lì)當(dāng)控制電壓的幅值改變時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，此時(shí)勵(lì) 磁繞組中的磁繞組中的電流隨之發(fā)生變化，勵(lì)磁電流的變化引起電容電流隨之發(fā)生變化，勵(lì)磁電流的變化引起電容 端電壓的變化，使端電壓的變化，使上一頁 下一頁返回6.4 電機(jī)電機(jī)控制電壓與勵(lì)磁電壓之間的相位角控制電壓與勵(lì)磁電壓之間的相位角#改改 變。幅相控制的機(jī)械特性和變。幅相控制的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性不如幅值控制和相位調(diào)節(jié)特性不如幅值控制和相位 控

58、制，但由于線路比較簡(jiǎn)單，不需要控制，但由于線路比較簡(jiǎn)單，不需要移相器，因此在實(shí)際應(yīng)用中用得較多。移相器，因此在實(shí)際應(yīng)用中用得較多。上一頁返回小結(jié)小結(jié)本章主要從使用的角度介紹了常用的驅(qū)動(dòng)與控制電機(jī)，通過本章學(xué)習(xí)本章主要從使用的角度介紹了常用的驅(qū)動(dòng)與控制電機(jī)，通過本章學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)掌握以下內(nèi)容：應(yīng)當(dāng)掌握以下內(nèi)容：一、單相異步電動(dòng)機(jī)一、單相異步電動(dòng)機(jī)(1)從結(jié)構(gòu)上看，單相異步電動(dòng)機(jī)與三相籠型異步電動(dòng)機(jī)相似，其轉(zhuǎn)從結(jié)構(gòu)上看，單相異步電動(dòng)機(jī)與三相籠型異步電動(dòng)機(jī)相似，其轉(zhuǎn)子也為籠型，只是定子也為籠型，只是定 子繞組為一單相工作繞組。通常為啟動(dòng)的需要，子繞組為一單相工作繞組。通常為啟動(dòng)的需要，定子上除了工作繞組外

59、，還設(shè)有啟動(dòng)繞組。定子上除了工作繞組外，還設(shè)有啟動(dòng)繞組。(2)從工作原理上看，單相交流繞組通入單相交流電流產(chǎn)生脈振磁通從工作原理上看，單相交流繞組通入單相交流電流產(chǎn)生脈振磁通勢(shì)，這個(gè)脈振磁通勢(shì)可以分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反勢(shì)，這個(gè)脈振磁通勢(shì)可以分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，其合成的電磁轉(zhuǎn)矩為零。說明單相異步電動(dòng)機(jī)無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如不采取其合成的電磁轉(zhuǎn)矩為零。說明單相異步電動(dòng)機(jī)無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如不采取其其 他措施，電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。因此，單相電機(jī)必須設(shè)置啟動(dòng)繞組。他措

60、施，電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。因此，單相電機(jī)必須設(shè)置啟動(dòng)繞組。下一頁返回小結(jié)小結(jié)(3)單相異步電動(dòng)機(jī)的主要類型有分相電動(dòng)機(jī)和罩極電動(dòng)機(jī)兩大類型。單相異步電動(dòng)機(jī)的主要類型有分相電動(dòng)機(jī)和罩極電動(dòng)機(jī)兩大類型。二、單相串激電動(dòng)機(jī)二、單相串激電動(dòng)機(jī)單相串激電動(dòng)機(jī)俗稱單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)或通用電機(jī)，因激磁繞組禾單相串激電動(dòng)機(jī)俗稱單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)或通用電機(jī)，因激磁繞組禾P勵(lì)勵(lì)磁繞組串聯(lián)在一起工磁繞組串聯(lián)在一起工 作而得名。串激電機(jī)屬于交、直流兩用電動(dòng)機(jī)，作而得名。串激電機(jī)屬于交、直流兩用電動(dòng)機(jī)，它既可以使用交流電源工作，也可以使用直流它既可以使用交流電源工作，也可以使用直流 電源工作。電源工作。(1)單相串激電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是可