伺服電機(jī)的工作原理

1、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的 U/W 三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)。什么是伺服電機(jī)？有幾種類型？工作特點(diǎn)是什么？答：伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件.。請(qǐng)問交流伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功能上有什么區(qū)別？但直流伺服比較簡(jiǎn)單，便宜。 永磁交流伺服電動(dòng)機(jī) 20 80 年代以來，隨著集成電路、年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有： 無電刷和換向器，因此伺服和步

2、進(jìn)電機(jī)1 個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1 0.001mm。（脈沖串和方向信號(hào)使用性能作一比較。一、控制精度不同兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 3.6、 1.8，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 0.360.09；德國(guó)百格拉公司生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.80.90.720.360.180.090.072、 0.036，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證2500 360/10000=0.03617 217=個(gè)脈360/=9.89 1.8的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量1/655。二、低頻特性不同系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛

3、性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。三、矩頻特性不同300600RPM（2000RPM 3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。四、過載能力不同五、運(yùn)行性能不同度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。六、速度響應(yīng)性能不同步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200400 毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA 400W 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)及控制原理90gS 控制的 饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較 調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

4、動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的線數(shù))。（或杯形壁）并感應(yīng)出大小相同，相位相反的電動(dòng)勢(shì)和電流（或渦流，這些電流分別與各自的磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的力矩也大磁場(chǎng)幅值不等（與原橢圓旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相同的正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)大，與原轉(zhuǎn)向相反的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)小，但以180o，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相反，因而產(chǎn)生的合成力矩方向也相反，伺服電機(jī)Sk 大于。在電機(jī)運(yùn)行過程中，如果控制信號(hào)降為“零A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了一個(gè)與轉(zhuǎn)子原來轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩流伺服電機(jī)在運(yùn)行上與普通異步電動(dòng)機(jī)的根本區(qū)別。就伺服驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)速度來看，轉(zhuǎn)矩模式運(yùn)算量最小，驅(qū)動(dòng)器對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)最快; 位置模式運(yùn)算量最大，驅(qū)動(dòng)器對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)最慢。(比如PLC);換一種說

5、法是：1、轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī) 10V 5Nm 5V 2.5Nm:2.5Nm 2.5Nm 時(shí)電機(jī)2.5Nm 23、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，在有上位 控制裝置的外環(huán) PID 控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位，但必須把電機(jī)的位置信號(hào)或直接負(fù)這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動(dòng)過程中的誤差，增加了整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。第一章 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)工作原理、結(jié)構(gòu)及特性，然后分析直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的特性及應(yīng)用。第一節(jié) 直流發(fā)電機(jī)一、直流發(fā)電機(jī)的工作原理11 和旋轉(zhuǎn)的電樞，有與電樞同步旋轉(zhuǎn)的換向片(換向器)A B，換向器與電刷構(gòu)成機(jī)械整

6、流子，轉(zhuǎn)子繞組任一線圈的兩邊分別接到互相絕緣的兩片換向片上。由圖中可見， abcd (又稱電樞)在原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將感應(yīng)交流電動(dòng)勢(shì)為：l2(a)所示，因此當(dāng)線圈隨電樞同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，電AB 11 l2(b)所示，如果在兩電刷間接一負(fù)載，則負(fù)載上的電流是脈動(dòng)直流。為了減小電動(dòng)勢(shì)的脈動(dòng)程度，實(shí)際電機(jī)中不只有一個(gè)線圈(元件)，而是ft許多元件組成電樞繞組。這些元件均勻分布在電樞表面，按一定規(guī)律連接起來。l3 所示是一個(gè)實(shí)際電機(jī)的模型，電樞鐵芯表面有齒有槽，槽內(nèi)安放多匝元件。放在槽巾的元件邊稱為有效邊(14)(端接)。元件的兩個(gè)有效邊分別安放在電樞圓(槽口)(槽底)4 個(gè)槽，換向4 1 3

7、號(hào)槽的下層，其頭、尾12 2 2 上相連個(gè)元件形成閉合回路。電刷稱的元件，電刷應(yīng)放置在主磁極軸線上。隨著電機(jī)的旋l、2、3、4 l3 B A1 3 l5 所示?？梢宰C明，在電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，A、B 2 條并聯(lián)支路，這樣，電刷間的電動(dòng)勢(shì)為一條支路的電動(dòng)勢(shì)。若電樞表面槽數(shù)越多，元件數(shù)越多，則電刷問串聯(lián)的元件數(shù)越多，輸出的電動(dòng)勢(shì)平均值將更大，脈動(dòng)更小。二、直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)各種型號(hào)的直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)都是一樣的，這里簡(jiǎn)述小型直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。直流電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大主要部分組成，定子、轉(zhuǎn)子之間是空氣隙。定子作為電機(jī)的機(jī)械支撐并用來產(chǎn)生聿磁場(chǎng)，ft機(jī)座、定子鐵芯、勵(lì)磁繞組、端蓋和連接外部電路的電刷裝置組成

8、。o35o5mm 16 密度的空間分布均勻并減小氣隙磁阻，使勵(lì)磁繞組牢固地套在主第二章 直流伺服電動(dòng)機(jī)信號(hào)變換成軸上的角位移和角速度等機(jī)械信號(hào)。直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電磁關(guān)系與一般用途的直流電動(dòng)機(jī)相同，考慮到直流伺服電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化，所以本章先分析一般自流電動(dòng)機(jī)的工作原理和使用方法，然后分析直流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和性能。第一節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)一、直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理2l 所示是直流電動(dòng)機(jī)模型示意圖，在兩電刷AB間加上直流電源，則在電源電壓的作用下電流從電源經(jīng)電刷AabcdB f 的作用，電磁力的大小為：f=Bial (21)式中 l導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度； ia流過的電樞

9、電流；B導(dǎo)體所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。f 向恒定；用同一個(gè)模型，既分析了直流發(fā)電機(jī)，又分析了直流電動(dòng)機(jī)，說明直流電機(jī)是可逆的，根據(jù)不同的外界條件電機(jī)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)外力作用使其旋轉(zhuǎn)，輸入機(jī)械能，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，輸出電能； 當(dāng)通過電刷施加電壓，輸入電能，電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械能。N(w)UN(V)IN(A) nN(rmin)等。電動(dòng)機(jī)的額定值表明了電動(dòng)機(jī)的主要性能和使用條件，是選用和使用電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。二、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩平衡方程1電磁轉(zhuǎn)矩當(dāng)電樞繞組中流過電流時(shí)，電樞電流將與氣隙磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。假設(shè)電f 向恒定；用同一個(gè)模型，既分析了直流發(fā)電機(jī)，又分析了直流電動(dòng)機(jī)

10、，說明直流電機(jī)是可逆的，根據(jù)不同的外界條件電機(jī)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)外力作用使其旋轉(zhuǎn)，輸入機(jī)械能，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，輸出電能； 當(dāng)通過電刷施加電壓，輸入電能，電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械能。N(w)UN(V)IN(A) nN(rmin)等。電動(dòng)機(jī)的額定值表明了電動(dòng)機(jī)的主要性能和使用條件，是選用和使用電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。二、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩平衡方程電磁轉(zhuǎn)矩當(dāng)電樞繞組中流過電流時(shí)，電樞電流將與氣隙磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。假設(shè)電樞是光滑的，導(dǎo)體均勻分布在電樞表面，電刷放在幾何中心線上。載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中將受到電磁力的作用。根據(jù)這一規(guī)律，不論是直流電動(dòng)機(jī)還是直流發(fā)電機(jī)，當(dāng)電樞繞組中流過電流時(shí)

11、，都要產(chǎn)生相應(yīng)的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩。由于 B、l 與 i三者的方向互相垂直，根據(jù)電磁力定律，可直接利用fBial 這個(gè)公式來計(jì)算。由式(25)可看出，對(duì)于一個(gè)已經(jīng)制造好的電機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩 Tem。正比于每極磁通中和電樞電流 Is。穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩平衡方程在直流電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，各種轉(zhuǎn)矩之間存在一定的平衡關(guān)系，它們町表述為相應(yīng)的平衡方程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶著負(fù)載勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)軸上除了有驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩丁。和制動(dòng)性質(zhì)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩丁 外，還有由于電機(jī)本身機(jī)械摩擦、電樞鐵芯中的鐵損耗而引起的阻轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)要利用電磁轉(zhuǎn)矩克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩，保持電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，此時(shí)滿足：Tem=T2+T0=TL (26)2 T

12、0T0 時(shí)，TLT2。第三章 脈沖變壓器變壓器是一種靜止的電機(jī)，它利用電磁感應(yīng)原理，把一種形式的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一種形式的電信號(hào)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，常用的變壓器有小功率電源變壓器和作為信號(hào)傳遞的脈沖變壓器、輸入變壓器等。本章僅分析自動(dòng)控制系統(tǒng)中的脈沖變壓器。第一節(jié) 變壓器的工作原理一、變壓器的基本工作原理31 所示。其中接到交流電源的繞組稱為一次側(cè)(或原邊)3l 繞1 (或副邊)31 2 所示。 在一、二次繞組中感應(yīng)出相同頻率的e1、e2：式(31)說明改變一、二次繞組的匝數(shù)比即可改變變壓器的輸出電壓。若在二次側(cè)接上負(fù)載，二次側(cè)就有電流輸出，實(shí)現(xiàn)了改變電壓大小或把電信號(hào)傳遞給負(fù)載的目的，這就是變

13、壓器的基本原理。二、變壓器的結(jié)構(gòu)和分類在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的變壓器，其結(jié)構(gòu)主要由鐵芯和繞在鐵芯上的繞組組成。繞組和鐵芯是變壓器的最基本部件，稱為電磁部分。鐵芯是變壓器中耦合磁通的主磁路，為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減少鐵芯中的磁滯、渦流損耗，鐵芯32 33 所示為 型鐵芯變壓器結(jié)構(gòu)。外形一般為圓筒形狀。一次繞組只有一個(gè)，二次繞組有一個(gè)或多個(gè)。三、變壓器的空載運(yùn)行1空載時(shí)電磁關(guān)系圖 34 所示是變壓器空載運(yùn)行時(shí)的物理模型圖，當(dāng)一次繞組接上電源后繞組中右電流 i。流過， 稱為空載電流。i0 流過一次繞組，建立交變磁動(dòng)勢(shì) f0i0Nl，在 fo 作用下產(chǎn)生交變磁通。根據(jù)所經(jīng)過的路徑不同，可把磁通分為主磁通

14、和漏磁通 10。主磁通沿鐵芯閉合，同時(shí)交鏈一、二次繞組；漏磁通以非鐵磁材料為磁路，只交鏈一次繞組。磁通中的絕大部分是主磁通，而漏磁通只占總磁通的一小部分 (約o1一 o2)。交變的主磁通分別在一、二次繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e1、e2，若主磁通按正弦規(guī)律變化，即：第四章 旋轉(zhuǎn)變壓器壓器，其、二次側(cè)繞組分別裝在定、轉(zhuǎn)子上。一、二次繞組的電磁感應(yīng)耦合程度由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角決定。當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器的一次側(cè)外施單相交流電壓勵(lì)磁時(shí)，二次側(cè)的輸出電壓將與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角嚴(yán)格保持某種函數(shù)關(guān)系。在控制系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)變壓器可作為解算元件，主要用于坐標(biāo)變換、三角函數(shù)運(yùn)算等；在隨動(dòng)系統(tǒng)中，可用于傳輸與轉(zhuǎn)角相應(yīng)的電信號(hào)；此外，還可用作移相器和角

15、度一數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置。第一節(jié) 旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類旋轉(zhuǎn)變壓器的典型結(jié)構(gòu)與一般繞線式異步電動(dòng)機(jī)相似，由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。的氣隙是均勻的，定子鐵芯內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子鐵芯外圓都有齒槽，在槽內(nèi)分別嵌入兩個(gè)軸線在空間互相垂直的分D1D2 D3D4 Z1Z2 Z3Z4 表示，兩個(gè)4l 所示。轉(zhuǎn)子繞組和滑環(huán)相接并經(jīng)電刷引出。線性旋轉(zhuǎn)變壓器因其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角較小，因此轉(zhuǎn)子繞組引出線通常做成彈性卷帶狀引到固定的接線板上。變壓器的原邊線圈，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于副邊線圈，轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子可以旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，原邊、副邊繞組之間的磁耦合程度(互感)e 成一定的函數(shù)關(guān)系。4個(gè)，都固定在轉(zhuǎn)軸的一端。性旋轉(zhuǎn)變壓器，由于轉(zhuǎn)子并非連續(xù)旋轉(zhuǎn)

16、，而是僅轉(zhuǎn)過一定角度，因此一般是用軟導(dǎo)線直接將轉(zhuǎn)子繞組接到固定的接線柱上，省去滑環(huán)和電刷裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。經(jīng)過嚴(yán)格選擇和處理。旋轉(zhuǎn)變壓器的繞組通常采用正弦繞組，以提高精度；電刷和滑環(huán)采用金屬合金，以提高接觸可靠性及壽命；轉(zhuǎn)軸采用不銹鋼材料，機(jī)殼采用經(jīng)陽(yáng)極氧化處理的鋁合金；電機(jī)各零部件之間的連接采用波紋墊圈及檔圈；整個(gè)電機(jī)采取了全封閉結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)沖擊、振動(dòng)、潮濕、污染等惡劣環(huán)境。按照輸出電壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系來分，旋轉(zhuǎn)變壓器有四種基本形式：正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器(XZ)別與轉(zhuǎn)角呈正弦或余弦函數(shù)關(guān)系。線性旋轉(zhuǎn)變壓器(代號(hào) XX)(弧度)呈線性函數(shù)關(guān)系。比例式旋轉(zhuǎn)變壓器(XL)系(正切函數(shù)、倒數(shù)函數(shù)、圓

17、函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)等)，工作原理和結(jié)構(gòu)與正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器基本相同。按照有無電刷與滑環(huán)間的滑動(dòng)接觸來分，旋轉(zhuǎn)變壓器可分為接觸式和無接觸式兩類。本章以單極對(duì)、接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器為研究對(duì)象分析旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理及誤差補(bǔ)償?shù)?。第二?jié) 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的二次側(cè)輸出電壓與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。成正弦或余弦函數(shù)關(guān)系。一、正弦繞組在旋轉(zhuǎn)變壓器中常用的繞組有兩種形式：即雙層短距分布繞組和同心式正弦繞組。o01o07的精度受到一定的限制，故雙層短距分布繞組只適合對(duì)精度要求不很高的旋轉(zhuǎn)變壓器。同心式正弦繞組為高精度繞組，它使各次諧波削弱到相當(dāng)小，正余弦函數(shù)的誤差在o03以下。缺點(diǎn)為工藝性差，繞組系數(shù)低。

18、分布形式：第一類是繞組的軸線對(duì)準(zhǔn)槽的中心線；第二類是繞組的軸線對(duì)準(zhǔn)齒的中心線。旋轉(zhuǎn)變壓器大都采用這兩類正弦繞組。如圖 42 所示，表示了正弦繞組中各元件在空間沿轉(zhuǎn)子圓周外圓分布的情況及空間磁動(dòng)勢(shì)的分布情第五章 交流伺服電動(dòng)機(jī)第一節(jié) 概 述交流伺服電動(dòng)機(jī)在小功率隨動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，輸出功率一般為01l00W。交流伺服電動(dòng)機(jī)在控制系統(tǒng)中主要作為執(zhí)行元件，又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，自控系統(tǒng)對(duì)其要求如下：運(yùn)行范圍內(nèi)應(yīng)具有線性特性，保匪運(yùn)行的穩(wěn)定性。 無“自轉(zhuǎn)現(xiàn)象?？刂乒β室?，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)大。機(jī)電時(shí)間常數(shù)要小，始動(dòng)電壓要低，當(dāng)控制信號(hào)變化時(shí)，反應(yīng)要快速靈敏。交流伺服電動(dòng)機(jī)通常是指兩相異步電動(dòng)機(jī)，它在自動(dòng)控制系

19、統(tǒng)中，把輸入的電壓信號(hào)變 180速隨著改變。交流伺服電動(dòng)機(jī)必須有寬廣的調(diào)速范圍，也就是指伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著控制電壓的 “”電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速才能隨著控制電壓的改變而迅速變化。第二節(jié) 交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理一、交流伺服電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)901112 klk2， 5l 所示，主要是用來建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)是兩相的交流電動(dòng)機(jī)。兩種型式。鼠籠轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于小功率自控系統(tǒng)中。01 運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械特性，但其低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不夠平滑，有抖動(dòng)現(xiàn)象。為了降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，鼠籠轉(zhuǎn)子做得細(xì)而長(zhǎng)，如52 所示。疊成，通常內(nèi)定子不放繞組，只是代替轉(zhuǎn)子的鐵芯，作為磁路的一部分。在內(nèi)、外定子之間有細(xì)長(zhǎng)的空

20、心所示。雖然杯型轉(zhuǎn)子與籠型轉(zhuǎn)子從外形看不同，但實(shí)際上杯型轉(zhuǎn)子可以看做是籠條很多、條與條之間緊靠在一起的籠型轉(zhuǎn)子，杯型的兩端相當(dāng)于短路環(huán)，如圖 54 所示。與籠型轉(zhuǎn)子相比，非磁性杯型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，運(yùn)行平滑，軸承摩擦阻轉(zhuǎn)矩小，無抖動(dòng)現(xiàn)象。由于轉(zhuǎn)子無齒和槽，所以定子、轉(zhuǎn)子之間沒有齒槽效應(yīng)，轉(zhuǎn)矩不會(huì)隨轉(zhuǎn)子的位置而發(fā)生變化。但由于內(nèi)、外定子間氣隙較大，所以勵(lì)磁電流就第六章 交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)分為同步和異步測(cè)速發(fā)電機(jī)兩種。用于控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測(cè)量。異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓頻率和勵(lì)磁電壓頻率相同而與轉(zhuǎn)速無關(guān)，其輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比，即：Uk2阻尼元件，其典型用途與直流測(cè)速發(fā)電機(jī)相同。第一節(jié)

21、交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)完全相同，它的轉(zhuǎn)子可以做成非磁性空心杯型， 也可做成籠型的。籠型轉(zhuǎn)子的異步測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出斜率大，但特性差、誤差大、轉(zhuǎn)子慣量大，主要用于精度要求不高的系統(tǒng)中。非磁性杯型轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)精度高，轉(zhuǎn)子的慣量較小，目前應(yīng)用最廣泛。下面以空心杯型異步測(cè)速發(fā)電機(jī)為例說明其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)61 個(gè)薄壁非磁性杯，通常用電阻比較高的硅錳青銅或錫鋅青銅制成。在杯子內(nèi)還裝有一個(gè)由硅鋼片疊成的鐵芯，與杯子外部鐵芯相對(duì)固定，稱為內(nèi)定子，這是為了減少磁路的磁阻。轉(zhuǎn)子電阻比空心杯型伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻還要大。N190電角度

22、。在機(jī)座號(hào)較小的電機(jī)中，一般把兩相繞組都放在內(nèi)定子上； 對(duì)機(jī)座號(hào)較大的電機(jī)，常把勵(lì)磁繞組放在外定子上，輸出繞組放在內(nèi)定子上。二、工作原理u1I1 d線方向脈動(dòng)，稱為直軸磁動(dòng)勢(shì)和直軸磁通。d E1Rl，有： Ul=E444flNld (61)可知，dUld 也基本保持不變。當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)(no)勵(lì)磁電流產(chǎn)生的脈動(dòng)磁通 6d 在轉(zhuǎn)子杯導(dǎo)體中感應(yīng)出變壓器電動(dòng)勢(shì)和電流，如圖 62 所示。由于輸出繞組與勵(lì)磁繞組在空間相差 90電角度，由 d 不能在輸出繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此輸出繞組的輸出電壓 U2o，即轉(zhuǎn)速 no 時(shí)，輸出繞組沒有電壓輸出。電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)(no)nR1X1dd大小為：FrFrq fl d 是交

23、變Er Ir Ir 建立的磁動(dòng)勢(shì)第七章 自 整 角 機(jī)位用微特電機(jī)。第一節(jié) 自整角機(jī)的基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有隱極(ZKB ZKC 采用)和凸極(ZLF、ZIJ ZKF 采用)兩種，定子鐵芯內(nèi)布置三相對(duì)稱繞D1 D4D2D5 D3 D671 所示；轉(zhuǎn)子鐵芯上布置單相繞組乙一差動(dòng)式自整角機(jī)為三相繞組)。自整角機(jī)按功能分為力矩式和控制式兩種。如果按結(jié)構(gòu)、原理的特點(diǎn)，又可將自整角機(jī)分為控制式、力矩式、霍爾式、多極式、固態(tài)式、無刷式、四線式等七種，前兩種最常用。(ZlF)；接受控制信號(hào)、執(zhí)行控制命令與發(fā)送自整角機(jī)保持同步的自整角機(jī)稱為接收機(jī)(ZLJ)(ZKF)，另一個(gè)是控制式變壓器(ZKB)。力矩式自整角機(jī)

24、輸出的轉(zhuǎn)矩較大，可直接驅(qū)動(dòng)接收機(jī)軸上的負(fù)載，主要用于指示系統(tǒng)或角傳遞系統(tǒng)。力矩式自整角機(jī)的功用是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角隨動(dòng)的目的，即把機(jī)械角度轉(zhuǎn)換為力矩輸出，無力矩放大作用，接收誤差稍大，負(fù)載能力較差，其靜態(tài)誤差范圍在 o52。因此，力矩式自整角機(jī)只適用于輕負(fù)載轉(zhuǎn)矩及精度要求不太高的開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。換為電壓模擬量。具體說是接收機(jī)不帶負(fù)載，只輸出一個(gè)與發(fā)送機(jī)、接收機(jī)轉(zhuǎn)子之間的角位移有關(guān)的電壓314整角機(jī)多用于精密的閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。第二節(jié) 控制式自整角機(jī)的工作原理下面以控制式自整角機(jī)即控制式發(fā)送機(jī)(ZKF)和控制式變壓器(ZKB)成對(duì)運(yùn)行為例。72所示是控制式白整角機(jī)的原理電路圖，左邊為自整角機(jī)發(fā)送

25、機(jī)(ZKF)，右邊為自整角機(jī)變壓器(ZKB)。ZKFD1、D2、D3ZKBD1、D2、D3對(duì)應(yīng)連接， 稱為同步繞組或整步繞組。ZKFlUf產(chǎn)生勵(lì)磁磁通。ZKB的轉(zhuǎn)Z1z272的轉(zhuǎn)子單相繞組軸線11 01，ZKBZKBD1 相繞組軸線的夾角為a2a2a1,a=a2-a1。第八章 微型同步電動(dòng)機(jī)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理。第一節(jié) 概 述速不隨負(fù)載或電源電壓的變化而改變。微型同步電動(dòng)機(jī)就具有這種特性。同步電動(dòng)機(jī)是交流電動(dòng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。繞組。當(dāng)三相繞組通入三相電流或兩相繞組通入兩相電流(包括單相電源經(jīng)過電容分相)時(shí)，定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速 nl，即：微型同步

26、電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)都是相同的，或者是三相繞組通入三相交流電流，或者是兩相繞組通人兩相電流(包括單相電源經(jīng)電容分相)，或者是罩極式，主要作用都是為了產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。但是轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)型式和材料卻有很大差別，運(yùn)行原理也就不同。根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)型式不同，微型同步電動(dòng)機(jī)主要分為永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)、反應(yīng)式微型同步電動(dòng)機(jī)和磁滯式微型同步電動(dòng)機(jī)。變化而變化，永遠(yuǎn)保持與電源頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速相同。微型同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上無勵(lì)磁繞組，也不需電刷和滑環(huán)，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。功率從零點(diǎn)幾瓦到數(shù)百瓦，廣泛應(yīng)用于需要恒速運(yùn)行的自動(dòng)控制裝置、遙控、無線通信、有聲電影、磁帶錄音及同步隨動(dòng)系統(tǒng)中。同步電動(dòng)機(jī)本身無起動(dòng)

27、轉(zhuǎn)矩，一般需借助于輔助的電動(dòng)機(jī)或利用異步起動(dòng)，這是同步電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)。第二節(jié) 永磁式同步電動(dòng)機(jī)一、永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)的定子與異步電動(dòng)機(jī)的定子完全相同，有兩相和單相罩極式繞N、s 極沿圓周方向交81(a)8l(b)所示為二極轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子上裝有鼠籠繞組，作為起動(dòng)繞組。轉(zhuǎn)子極數(shù)必須與定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)相等。永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單，現(xiàn)以兩極永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)為例說明。二、永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)的工作原理82 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)用一對(duì)旋轉(zhuǎn)磁極表示。當(dāng)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以轉(zhuǎn)速 n：沿圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子籠型繞組上產(chǎn)生異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子起動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子加速到接近同步之后，異步轉(zhuǎn)矩同定子