單相異步電動機的工作原理單相異步電機的轉(zhuǎn)子采用鼠籠式定子上有課件

第八章單相異步電動機及控制電機第一節(jié)單相異步電動機

單相異步電動機是由單相電源供電運行的異步電動機，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，只需單相電源，廣泛用于家用電器、電動工具、醫(yī)療器械等，功率從幾瓦到幾百瓦。一、單相異步電動機的工作原理單相異步電機的轉(zhuǎn)子采用鼠籠式。定子上有兩相繞組，在空間互差電角度，一相為主繞組；另一相為輔助繞組，又稱啟動繞組。一相繞組單獨通入交流電流時，產(chǎn)生的磁通勢為脈振磁通勢，兩相繞組通入相位不同的交流電流時，在電機中產(chǎn)生的磁動勢一般為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。第八章單相異步電動機及控制電機第一節(jié)單相異步電動11．工作繞組單獨通電時的情況由試驗可知：電動機不轉(zhuǎn)時，工作繞組單獨通電，電動機不能自行起動。但若用外力拖動電動機向正向或反向旋轉(zhuǎn)，電動機會被加速到接近轉(zhuǎn)動而不致停止。其原理可解釋如下：工作繞組通電時產(chǎn)生的脈振磁通勢可分解為兩個幅值相同、轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反的磁通勢，一個為正轉(zhuǎn)磁通勢，一個為反向磁通勢，分別產(chǎn)生正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。對正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場，作用于轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生正轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩，對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率1．工作繞組單獨通電時的情況由試驗可知：電動機不轉(zhuǎn)時，工作繞2

曲線如圖8-1中的曲線1所示。反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場，作用于轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生反轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩，對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率圖8.1單相異步電動機的曲線曲線如圖8-1中的曲線1所示。反3

曲線如圖8.1中的曲線2所示.合成電磁轉(zhuǎn)矩與S的關(guān)系曲線如曲線3所示?？梢姇r，無啟動轉(zhuǎn)矩，而在外力作用下，使S+或S-不為1時，合成轉(zhuǎn)矩不等于零，如大于此時的阻轉(zhuǎn)矩，就能加速至接近同步轉(zhuǎn)速運行。

2．兩相繞組通電時的機械特性

如果兩相對稱繞組通電兩相對稱電流，產(chǎn)生的基波合成磁動勢亦為圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢，如果以上兩個條件不完全滿足，則產(chǎn)生的基波合成磁動勢一般為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。一個橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁動勢可以分解為兩個幅值不等、轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速相同的旋轉(zhuǎn)磁動勢。設(shè)正轉(zhuǎn)磁通勢的幅值F+大于反轉(zhuǎn)磁通勢的幅值F-，則Te-S+曲線和Te-S-曲線分別如圖8-2中的曲線1和曲線2所示。由合成曲線3可見，S=1時，起動轉(zhuǎn)矩大于0，能自行起動，正向運行。如果F+<F-，則將反向起動運行。

曲線如圖8.1中的曲線2所示4起動后的單相異步電動機，可以將起動繞組斷開，也可以不斷開。若需要斷開，可在起動繞組中串聯(lián)一個離心開關(guān)S，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到同步轉(zhuǎn)速的時自動斷開。圖8.2兩個繞組通電單相異步電動機的機械特性曲線起動后的單相異步電動機，可以將起動繞組斷開，也可以5二．單相異步電機的主要類型和起動方法（一）電阻分相式啟動繞組的導(dǎo)線較細，匝數(shù)較少；工作繞組的導(dǎo)線較粗，匝數(shù)較多。所以起動繞組與工作繞組相比，電阻大而電抗小，從而產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢，使電動機能自行啟動。兩個繞組的電路都是感性的，起動轉(zhuǎn)矩不大，只能用于空載和輕載起動的場合。二．單相異步電機的主要類型和起動方法（一）電阻分相式6（二）電容分相式起動繞組串聯(lián)一個大小合適的電容，使電流超前工作繞組電流接近90度，因而產(chǎn)生橢圓度較小的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩和較小的起動電流。電容分相式單相異步電動機又分為電容起動電動機、電容運轉(zhuǎn)電動機和電容起動運轉(zhuǎn)電動機，各有其特點和適用場合。欲改變分相式電動機的轉(zhuǎn)向，只要將起動繞組或工作繞組的端頭對調(diào)即可。（二）電容分相式7（三）罩極式電動機

罩極式單相異步電動機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-3所示，定子磁極極面的約1/3處開有小槽，嵌有一個閉合銅環(huán)，稱為短路環(huán)，把磁極的小部分罩在環(huán)中。圖8.3罩極式異步電動機的結(jié)構(gòu)示意圖（三）罩極式電動機圖8.3罩極式異步電動機的結(jié)構(gòu)示意圖8

當(dāng)定子磁極繞組通過交流電流時，產(chǎn)生脈振磁通，其中大部分為穿過未罩部分的，另有一部分磁通欲穿過被罩部分，在短路環(huán)中感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生電流和磁通，使實際過被罩部分的磁通過，如圖8-4所示?？梢姡┻^未罩部分的磁通與穿過被罩部分的磁通在空間上處于不同位置，時間上又有相位差，其合成磁勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，使電動機產(chǎn)生一定的啟動轉(zhuǎn)矩。特點：啟動轉(zhuǎn)矩小，但結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，多用于小型電扇、錄音機等。圖8.4罩極式單相異步電動機磁通向量圖當(dāng)定子磁極繞組通過交流電流時，產(chǎn)生脈振磁通，其中大部分為9第三節(jié)伺服電動機

伺服電動機也稱執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，其任務(wù)是把接收的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩S上的角位移或角速度。這種電機有信號時就動作，沒有信號時就立即停上。伺服電動機分為直流伺服電動機和交流伺服電動機。伺服電動機的工作條件與一般動力用電動機有很大區(qū)別，它的起動、制動和反轉(zhuǎn)十分頻繁，多數(shù)時間電動機轉(zhuǎn)速處在零或低速狀態(tài)等過渡過程中。因此對伺服電動機的性能有如下要求：1．無“自轉(zhuǎn)“現(xiàn)象。即當(dāng)信號電壓為零時，電動機應(yīng)迅速自行停轉(zhuǎn)。2.具有下垂的機械特性。在控制電壓改變時，電動機能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。3.具有線性的機械特性和調(diào)節(jié)特性。4.快速響應(yīng)。即對信號反應(yīng)靈敏，機電時間常數(shù)要小。第三節(jié)伺服電動機伺服電動機也稱執(zhí)行電動機，在10一直流伺服電動機

直流伺服電動機按磁極的種類劃分為兩種：一種是永磁式直流伺服電動機，它的定子磁極是永久磁鐵；另一種是電磁式直流伺服電動機，它的結(jié)構(gòu)和工作原理與他勵直流電機沒有本質(zhì)不同。直流伺服電動機就是微型的他勵直流電動機。直流伺服電動機就其用途來講，既可作驅(qū)動電動機，也可作為伺服電動機(例如錄像機，精密機床的電機)。下面就其作伺服電動機時的性能進行分析。直流伺服電動機的控制方法有兩種：一種是電樞控制，就是改變電樞繞組電壓Ud的大小與方向?qū)崿F(xiàn)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的控制；另一種是磁場控制，通過改變勵磁繞組電壓Uf的大小與方向?qū)崿F(xiàn)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的控制，這種控制方式主要針對電磁式直流伺服電動機。后者控制性能不如前者，所以很少采用。下面只介紹電樞控制時的直流伺服電動機特性。一直流伺服電動機直流伺服電動機按磁極的種類劃分11

電樞控制是勵磁電壓Uf不變，控制電樞電壓Ud的控制方式。在控制過程中改變電樞繞組電壓Ud，主磁通不變，忽略電樞反應(yīng)，可得直流伺服電動機的機械特性表達式為電樞控制是勵磁電壓Uf不變，控制電樞電壓Ud的控制方式12（1）直流伺服電動機的機械特性由圖可見，直流伺服電動機的機械特性為一組平行的直線。隨著控制電壓Ud的增加，直線的斜率保持不變，機械特性向上平移。當(dāng)控制電壓Ud不變時，轉(zhuǎn)矩Te增大時，轉(zhuǎn)速n降低，轉(zhuǎn)矩的增加和轉(zhuǎn)速的降低呈線性關(guān)系。直流伺服電動機的這種機械特性是十分理想的。（1）直流伺服電動機的機械特性由圖可見，直流伺服電動機的機械13（2）直流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性直流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性是指：在一定的轉(zhuǎn)矩下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與控制電壓之間的關(guān)系。根據(jù)機械特性表達式便可繪出不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的調(diào)節(jié)特性如圖所示。（2）直流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性直流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性14二交流伺服電動機

交流伺服電動機就是兩相異步電動機，其定子兩相繞組空間互成電角度。一相繞組為勵磁繞組f，一相為控制繞組k，轉(zhuǎn)子為鼠籠式轉(zhuǎn)子。電機運行時，勵磁繞組接單相交流電壓Uf，控制繞組接控制電壓Uk，兩者頻率相同。改變控制電壓Uk的幅值或相位就可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。二交流伺服電動機15

作為伺服機，交流伺服電機除了必須具有線性度很好的機械特性和調(diào)節(jié)特性外，還必須具有伺服性：即控制信號電壓強時，電動機轉(zhuǎn)速高；控制信號電壓弱時，電動機轉(zhuǎn)速低；若控制信號電壓等于零，則電動機不轉(zhuǎn)。但作為伺服電動機，則要求機械特性必須是單值函數(shù)并盡量具有線性特性，以確保在整個調(diào)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。通常的做法是，加大轉(zhuǎn)子電阻，使得產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率。使電動機在整個調(diào)速范圍內(nèi)接近線性。一般情況下，轉(zhuǎn)子電阻越大，機械特性越接近線性，但堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和最大輸出功率越小，效率越低。

（1）交流伺服電動機的特性要求（2）交流伺服電動機的伺服特性對于普通兩相異步電動機，一旦轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，即使一相繞組從電源斷開，兩相異步電動機也可以作為單相交流電機運行，在范圍內(nèi)，單相電機的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子將繼續(xù)沿原轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，如圖a所示。作為伺服機，交流伺服電機除了必須具有線性度很好的機械16

信號電壓消失后,伺服電動機仍然旋轉(zhuǎn)不停的現(xiàn)象稱為自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)現(xiàn)象破壞了伺服性，這對于伺服電動機應(yīng)絕對避免這種情況。為了避免這種情況，交流伺服電動機使用了很大的轉(zhuǎn)子電阻使，這時交流伺服電動機的機械特性如圖b所示。信號電壓消失后,伺服電動機仍然旋轉(zhuǎn)不停的現(xiàn)17

從圖b中所示的單相繞組通電時的機械特性可見，正轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩特性曲線上，時的臨界轉(zhuǎn)差率，與對稱。因此電機總的電磁轉(zhuǎn)矩特性通過零點，即無啟動轉(zhuǎn)矩；在時，，是制動性轉(zhuǎn)矩；時，，也是制動性轉(zhuǎn)矩。在這種情況下，本來運轉(zhuǎn)的交流伺服機，若控制信號電壓消失后，由于一相繞組通電運行時的電磁轉(zhuǎn)矩是制動性的，電動機轉(zhuǎn)速將被制動到顯然只要，就能避免自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。（3）控制方式與運行特性

交流伺服電動機運行時，勵磁繞組所接電源一般為額定電壓不變，改變控制繞組所加的電壓的大小和相位，電動機氣隙磁動勢則隨著控制電壓的大小和相位而改變，有可能為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，有可能為不同橢圓度的橢圓旋轉(zhuǎn)磁動勢，也有可能為脈振磁動勢。從圖b中所示的單相繞組通電時的機械特性可見，正轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)18而由于氣隙磁動勢的不同，電動機機械特性也相應(yīng)改變，那么拖動負(fù)載運行的交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速n也隨之變化。這就是交流伺服電動機利用控制電壓的大小和相位的變化，控制轉(zhuǎn)速變化的原理。下面分別介紹交流伺服電動機的三種控制方法：幅值控制、相位控制和幅值—相位控制。1.幅值控制及特性

幅值控制接線如圖8-11所示。勵磁繞組f直接接至交流電源，電壓Uf的大小為額定值?？刂评@組所加的電壓為Uk，Uk在時間上落后于勵磁繞組電壓Uf90°，且保持90°不變，Uk的大小可以改變。調(diào)節(jié)時，Uk的大小可以表示為，其中,UKN為控制繞組額定電壓，又稱為有效信號系數(shù)。當(dāng)有效信號系數(shù)時，控制電壓，此時交流伺服電動機僅有勵磁繞組一相供電，氣隙合成磁動勢為脈振磁動勢。而由于氣隙磁動勢的不同，電動機機械特性也相應(yīng)改變，那么拖動19圖8.11交流伺服電動機的幅值控制當(dāng)有效信號系數(shù)時，控制電壓，此時交流伺服電動機勵磁繞組和控制繞組共同供電，但勵磁繞組磁動勢和控制繞組磁動勢兩者大小不等，氣隙合成磁動勢為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。圖8.11交流伺服電動機的幅值控制當(dāng)有效信號系數(shù)20

當(dāng)有效信號系數(shù)時，控制電壓，勵磁繞組磁動勢和控制繞組磁動勢大小相等，氣隙合成磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。由此可以獲得不同值的機械特性如圖8.12所示

圖8.12交流伺服電動機的機械特性當(dāng)有效信號系數(shù)時，控制電壓21

采用幅值控制時，交流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性可以通過機械特性獲得。具體方法是：在機械特性上作許多平行于縱軸的直線，從而獲得一定轉(zhuǎn)矩下轉(zhuǎn)速與之間的關(guān)系曲線，即調(diào)節(jié)特性，如圖8.13所示。不同的曲線對應(yīng)于不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的調(diào)節(jié)特性。圖8.13交流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性采用幅值控制時，交流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性可以通222相位控制

保持控制電壓和勵磁電壓的幅值為額定值不變，僅改變控制電壓與勵磁電壓的相位差來改變交流伺服電動機轉(zhuǎn)速，這種控制方式稱為相位控制。其原理圖如圖8.14所示，控制繞組通過移相器與勵磁繞組一同接至同一交流電源上，UK

的幅值不變，但UK

與Uf

的相位差可以通過調(diào)節(jié)移相器在0～90°之間變化，UK

與Uf

的相位差發(fā)生變化時，交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速就隨之發(fā)生變化。

圖8.14交流伺服電動機的相位控制2相位控制圖8.14交流伺服電動機的相位控制233．幅值——相位控制及特性

交流伺服電動機采用幅值——相位控制時的接線如圖8.15所示。圖中勵磁繞組串聯(lián)電容后接至交流電源，控制繞組的電壓的頻率和相位和電源相同，但幅值可調(diào)。圖8.15交流伺服電動機的幅值——相位控制交流伺服電動機采用幅值——相位控制機械特性與幅值控制是類似，為非線性，也在轉(zhuǎn)速標(biāo)么值小時線性度好。3．幅值——相位控制及特性圖8.15交流伺服電動機的幅值—24

第六節(jié)

步進電動機一般電動機是連續(xù)轉(zhuǎn)動，而步進電動機是一步一步轉(zhuǎn)動的，步進電動機是一種用電脈沖信號控制、將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成為角位移或直線位移的電動機。步進電動機定子繞組輸入一個電脈沖，轉(zhuǎn)子就前進一步，因此被稱為步進電動機。常用的步進電動機分三大類：反應(yīng)式步進電動機、永磁式步進電動機以及混合式步進電動機。這三類步進電機的運行原理基本相同。下面僅以反應(yīng)式步進電動機為例，說明步進電動機的基本運行原理。一、步進電動機的原理三相六極反應(yīng)式步進電動機的運行原理如圖8.21所示。從結(jié)構(gòu)上看步進電機與開關(guān)磁阻電機類似，也是凸極結(jié)構(gòu)。不同的是，步進電動機可以是定、轉(zhuǎn)子雙邊凸極結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)子單邊凸極結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)小步距角運行，定、轉(zhuǎn)子主極上一般開有若干個齒槽。因此，步進電機輸出步距角的精度主要取決于自身的結(jié)構(gòu)。

第六節(jié)步進電動機一般電動機是連續(xù)轉(zhuǎn)動，而25

圖8.21反應(yīng)式步進電動機的運行原理(a)相通電(b)相通電(c)相通電從圖8.21可見，三相六極反應(yīng)式步進電動機的定子有六個磁極，每個磁極上均裝有集中繞組作為控制繞組。當(dāng)A相繞組通電時，由于磁力線有力圖通過磁阻最小路徑的特性，轉(zhuǎn)子在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下，l—3號齒與定子A相繞組軸線重合，如圖8.21（a)所示；當(dāng)A相斷電而B相定子繞組通電時，轉(zhuǎn)子按逆時針方向轉(zhuǎn)過30°機械角，轉(zhuǎn)子的2—4號齒與定子B相繞組軸線重合，如圖8.21(b)所示；圖8.21反應(yīng)式步進電動機的運行原理(a26同樣，當(dāng)B相斷電而C相定子繞組通電時，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過30°機械角，1—3號齒與定子C相繞組軸線重合，如圖8.21(c)所示。可見，定子繞組按照ABCA順序通電，轉(zhuǎn)子一步步沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。若改變通電順序，使之按ACBA順序通電，則轉(zhuǎn)子將一步步沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。二、步進電動機的結(jié)構(gòu)

步進電動機的種類繁多，結(jié)構(gòu)各異。其中，反應(yīng)式步進電動機自身又有單段式和多段式之分。上面介紹的反應(yīng)式步進電動機只是單段式結(jié)構(gòu)。下面對除單段反應(yīng)式步進電動機以外的各類步進電動機的結(jié)構(gòu)與特點分別作簡單介紹。（1）多段反應(yīng)式步進電動機圖8.22為兩段式步進電機結(jié)構(gòu)的示意圖。多段反應(yīng)式步進電動機的每段鐵芯沿圓周方向開有數(shù)量、形狀相同的齒槽，并且各段定子(或轉(zhuǎn)子)鐵芯沿圓周方向依次錯開1/m齒距。同樣，當(dāng)B相斷電而C相定子繞組通電時，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過30°機械角27每段繞組組成單獨一相，m段組成m相步進電動機。多段反應(yīng)式步進電動機步距角較小，故起動和運行頻率較高。其缺點是：鐵芯錯位工藝復(fù)雜，精度不易保證，且功率消耗較大，斷電時無定位轉(zhuǎn)矩。

圖8.22兩段反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)（2）永磁式步進電動機永磁式步進電動機的轉(zhuǎn)子采用永久磁鋼，永久磁鋼的極數(shù)與定子每相的極數(shù)相同，如圖8.23給出了永磁式步進電動機的典型結(jié)構(gòu)。注意：相繞組只畫出了一部分。圖中，定子采用兩相繞組，每相包括兩對磁極。轉(zhuǎn)子則采用兩對極的星形磁鋼。由該圖不難看出，當(dāng)采用二相四拍通電方式，定子繞組按照AB(－A)(一B)A順序輪流通電時，轉(zhuǎn)子將按順時針方向旋轉(zhuǎn)，步距角為45°。每段繞組組成單獨一相，m段組成m相步進電動機。多段反應(yīng)式步進28圖8.23永磁式步進電動機的結(jié)構(gòu)示意圖

永磁式步進電動機的缺點是：步距角大，起動和運行頻率較低，需要正、負(fù)脈沖供電。但這種步進電機消耗的功率小，斷電時具有自鎖能力。（3）混合式步進電動機

混合式步進電動機結(jié)合了反應(yīng)式和永磁式步進電動機的特點。其定子結(jié)構(gòu)與單段反應(yīng)式步進電動機相同，轉(zhuǎn)子則由環(huán)形磁鐵和兩段鐵芯組成。每段鐵芯沿外圓周方向開有小齒，兩段鐵芯上的小齒彼此錯開1/2齒距。圖8.23永磁式步進電動機的結(jié)構(gòu)示意圖永磁式步進電29

混合式步進電動機的步距角較小，起動和運行頻率較高，消耗的功率也較小，且斷電時具有自鎖能力，因而兼有反應(yīng)式和永磁式步進電動機的優(yōu)點。缺點是：需正、負(fù)脈沖供電，制造復(fù)雜。三、步進電動機的控制方式

步進電動機定子通電狀態(tài)每改變一次稱為一拍；每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的機械角度稱為步距角。（1）三相單三拍運行方式

A、B、C三相繞組輪流通電方式，稱為三相單三拍通電方式。其中“單”是指任何時刻只有一相繞組通電，三拍意味著一個周期內(nèi)通電狀態(tài)共改變?nèi)?，對?yīng)其步距角。（2）三相雙三拍通電方式

三相雙三拍通電方式是指：任何時刻均有兩相定子繞組通電，其通電順序為ABBCCAAB，此時轉(zhuǎn)子逆時針運行；若希望轉(zhuǎn)子順時針運行，則通電順序變?yōu)锳CCBBAAC?；旌鲜讲竭M電動機的步距角較小，起動和運行頻率較高30三相雙三拍通電方式下，轉(zhuǎn)子的步距角與單三拍相同。即對于三相六極步進電動機，步距角仍為。三相雙三拍通電方式因轉(zhuǎn)子受到兩個相反方向上的轉(zhuǎn)矩而平衡，故轉(zhuǎn)子振動小、運行穩(wěn)定。（3）三相單、雙六拍通電方式

三相單、雙六拍通電方式是指：三相繞組中，單相、兩相定子繞組輪流通電，其順序為AABBBCCCAA，此時轉(zhuǎn)子逆時針運行；若希望轉(zhuǎn)子順時針運行，則通電順序變?yōu)锳ACCCBBBAA。由于六拍為一通電循環(huán)周期，因此，每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的步距角變?yōu)閱稳牡囊话?，即。?）小步距角反應(yīng)式步進電機通電方式為了減小步距角，在步進電動機的定、轉(zhuǎn)子均采用多齒結(jié)構(gòu)，如圖8.24所示。三相小步距角步進電動機定子仍采用三對磁極，在同一直徑的磁極繞組構(gòu)成一相。所不同的是定子極靴與轉(zhuǎn)子鐵芯上均開有多個小齒槽，而且定、轉(zhuǎn)子的齒寬與槽寬均相等。書有誤185頁三相雙三拍通電方式下，轉(zhuǎn)子的步距角與單三拍相同。即對于三相六31

圖8.24小步距角三相反應(yīng)式步進電動機

反應(yīng)式步進電動機由于同一直徑上的相對磁極為一相，這兩個磁極上定、轉(zhuǎn)子齒槽相對位置完全相同；并且當(dāng)某一相兩個極下定、轉(zhuǎn)子齒槽完全對齊時，要求相鄰磁極下定、轉(zhuǎn)子齒的軸線應(yīng)錯開1/m個轉(zhuǎn)子齒距t，見圖8.25。只有這樣，才能確保經(jīng)過一個通電周期后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。圖8.24小步距角三相反應(yīng)式步進電動機32圖8.25小步距角三相反應(yīng)式步進電動機展開圖

滿足以上條件的轉(zhuǎn)子齒數(shù)為式中，2p為定子繞組通電時在圓周上形成的磁極個數(shù)；m為定子相數(shù)；K為正整數(shù)。反應(yīng)式步進電動機經(jīng)過一個通電周期后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距，一個通電周期由N拍組成，即轉(zhuǎn)過一個齒距需要N拍，則每拍(或每個電脈沖)作用下轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角位移即步距角為

圖8.25小步距角三相反應(yīng)式步進電動機展開圖滿足以上條33上式表明，步距角與轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)N有關(guān)。而拍數(shù)N又與步進電動機定子繞組的相數(shù)和通電方式有關(guān)。要想減小，除了在步進電機本體選擇時盡量考慮使用定子相數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)較多的步進電動機外，也可以通過增加拍數(shù)N達到減小步距角的目的。

步進電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子繞組的輸入脈沖保持嚴(yán)格的比例步關(guān)系。若通電脈沖的頻率為f(拍／秒)，則經(jīng)過一個通電周期(即N個電脈沖)后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。相應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距所用的時間為N/f秒，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一周所用的時間為秒。因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為上式表明，步距角與轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)N有關(guān)。而拍數(shù)N又與步進34第七節(jié)

測速發(fā)電機

測速發(fā)電機是一種檢測元件，主要用途有1.產(chǎn)生加速或減速的信號2.在計算裝置中作計算元件3.對旋轉(zhuǎn)機械作恒速控制對測速發(fā)電機的要求:1.輸出電壓與轉(zhuǎn)速成嚴(yán)格的線性關(guān)系;2.輸出電動勢斜率要大.測速發(fā)電機是一種測量轉(zhuǎn)速的微型發(fā)電機，它把輸入的機械轉(zhuǎn)速變換為電壓信號輸出，并要求輸出的電壓信號與轉(zhuǎn)速成正比：U2=Cn測速發(fā)電機分直流和交流兩大類。第七節(jié)

測速發(fā)電機

測速發(fā)電機是一種檢測元件，主要用途35交流測速發(fā)電機分為同步測速發(fā)電機和異步測速發(fā)電機。1.交流異步測速發(fā)電機（1）結(jié)構(gòu)及工作原理交流異步測速發(fā)電機與交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)相似，其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有籠型的，也有杯型的，在自動控制系統(tǒng)中多用空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機。空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機定子上有兩個在空間上互差90°電角度的繞組，一為勵磁繞組，另一為輸出繞組，如圖所示。

交流測速發(fā)電機分為同步測速發(fā)電機和異步測速發(fā)電機。36就信號轉(zhuǎn)換而言，交流側(cè)其輸出繞組中所感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢E