常用電機的認(rèn)知最全資料課件

常用電機的認(rèn)知常用電機的認(rèn)知目錄CONTENTS常用電機的種類1.2各種電機速度，位置控制原理1.3各種電動機的區(qū)別及使用場合1.4電機驅(qū)動器的作用1.5電動機的基本參數(shù)含義1.1目錄CONTENTS1.21.31.4電機驅(qū)動器的作用1.52常用電機的種類常用電機的種類3一、常見電機三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換步進(jìn)電機就是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。步進(jìn)電機伺服電機廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中，能將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為電機軸上的機械輸出量，拖動被控制元件，從而達(dá)到控制目的。三相異步電動機伺服電機圖4-1-2-1圖4-1-2-2圖4-1-2-3一、常見電機三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子4一、三相異步電動機三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難特點繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。結(jié)構(gòu)圖4-1-2-4圖4-1-2-5一、三相異步電動機三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料5一、伺服電機01020304伺服電機有直流和交流之分，最早的伺服電機是一般的直流電機，在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機做伺服電機。轉(zhuǎn)矩能通過控制器輸出的電流進(jìn)行控制；電機的反映要快、體積要小、控制功率要小。當(dāng)前隨著永磁同步電機技術(shù)的飛速發(fā)展，絕大部分的伺服電機是指交流永磁同步伺服電機或者直流無刷電機。一般地，伺服電機要求電機的轉(zhuǎn)速要受所加電壓信號的控制；轉(zhuǎn)速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續(xù)變化。一、伺服電機01020304伺服電機有直流和交流之分，最早的6字母J表示異步電動機，電機出廠時給出了一個步距角的值，如86BYG250A型電機給出的值為0.當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動個固定的角度。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動個固定的角度。步進(jìn)電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。如果使用細(xì)分驅(qū)動器，則‘相數(shù)’將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，在機電一體化控制系統(tǒng)中還是具有較廣泛的應(yīng)用?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難YS系列三相異步電動機功率較小，適用于小型機床、泵、壓縮機的驅(qū)動，接線盒均在電動機頂部三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)。伺服電機的轉(zhuǎn)矩可分為零速轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩二種國產(chǎn)異步電動機的種類很多，不同類型的異步電動機采用大寫漢語拼音字母來表示按預(yù)定的工作方式分配各個繞組的通電脈沖；一、步進(jìn)電機1.當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動個固定的角度。我們可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制電機的角位移量，從而達(dá)到精確定位的目的；2.通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。目前，比較常用的步進(jìn)電機包括反應(yīng)式步進(jìn)電機（VR）、永磁式步進(jìn)電機（PM）、混合式步進(jìn)電機（HB）和單相式步進(jìn)電機等。4.步進(jìn)電機和普通電機的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動的形式，正是這個特點，步進(jìn)電機可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。3.步進(jìn)電機在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)閉環(huán)控制的直流伺服電機；所以主要應(yīng)用在精度要求不是特別高的場合。字母J表示異步電動機，一、步進(jìn)電機1.當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個7各種電機速度，位置控制原理各種電機速度，位置控制原理8、三項異步電動機

當(dāng)向三相定子繞組中通入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定）。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。通過上述分析可以總結(jié)出電動機工作原理為：當(dāng)電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。圖4-1-2-6圖4-1-2-7、三項異步電動機當(dāng)向三相定子繞組中通入對稱的三相交9、伺服電機一種是電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號來控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩一種是勵磁磁場控制，即通過改變勵磁電流的大小來改變定子磁場強度，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。直流伺服電動機是在定子磁場的作用下，使通有直流電的電樞（轉(zhuǎn)子）受到電磁轉(zhuǎn)矩的驅(qū)使，帶動負(fù)載旋轉(zhuǎn)。通過控制電樞繞組中電流的方向和大小，就可以控制直流伺服電動機的旋轉(zhuǎn)方向和速度。當(dāng)電樞繞組中電流為零時，伺服電動機則靜止不動圖4-1-2-8圖4-1-2-9、伺服電機一種是電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過10、步進(jìn)電機

步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)。而不受負(fù)載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。

步進(jìn)電機可工作于單相通電方式，也可工作于雙相通電方式以及單相、雙相交叉通電方式，選用不同的工作方式，可使步進(jìn)電機具有不同的工作性能，諸如減小步距，提高定位精度和工作穩(wěn)定性等。圖4-1-2-10圖4-1-2-11、步進(jìn)電機步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移11二、控制原理步距角θ：轉(zhuǎn)速按預(yù)定的工作方式分配各個繞組的通電脈沖；定子繞組通電狀態(tài)改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高；方向改變定子繞組的通電順序，將改變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向；控制步進(jìn)電機的速度，使它紿終遵循加速→勻速→減速的運動規(guī)律工作。

K為電動機相數(shù)；K=1，2，4。Zr是轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m是運行拍數(shù),通常等于相數(shù)或相數(shù)的整數(shù)倍.二、控制原理步距角θ：轉(zhuǎn)速按預(yù)定的工作方式分配各個繞組的通電12各種電動機的區(qū)別及使用場合各種電動機的區(qū)別及使用場合13其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)各種電機速度，位置控制原理轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。在沒有細(xì)分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機來滿足自己步距角的要求。各種電動機的區(qū)別及使用場合三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換m是運行拍數(shù),通常等于相數(shù)或相數(shù)的整數(shù)倍.伺服驅(qū)動器對伺服電機采用矢量控制，伺服電機的轉(zhuǎn)矩在零速～額定轉(zhuǎn)速內(nèi)，可以保持恒轉(zhuǎn)矩輸出，所以伺服電機有一個確定的功率指標(biāo)——額定功率一種是電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號來控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩、三相異步電動機應(yīng)用于一般無特殊要求的機械設(shè)備、如農(nóng)業(yè)機械、食品機械、風(fēng)機、水泵、機床、攪機、空氣壓縮機等YS系列三相異步電動機功率較小，適用于小型機床、泵、壓縮機的驅(qū)動，接線盒均在電動機頂部使用場合調(diào)速方法

繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。特點

籠式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難運行方式

三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。圖4-1-2-12圖4-1-2-13其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，14、伺服電機

直流伺服電機具有良好的調(diào)速特性，較大的啟動轉(zhuǎn)矩和相對功率，易于控制及響應(yīng)快等優(yōu)點。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，在機電一體化控制系統(tǒng)中還是具有較廣泛的應(yīng)用。與直流伺服電動機比較，交流伺服電動機不需要電刷和換向器，因而維護(hù)方便和對環(huán)境無要求；此外，交流電動機還具有轉(zhuǎn)動慣量、體積和重量較小，結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等優(yōu)點；尤其是交流電動機調(diào)速技術(shù)的快速發(fā)展，使它得到了更廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用場合區(qū)別只要是要有動力源的，而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。如機床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機器人、自動化生產(chǎn)線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設(shè)備。圖4-1-2-14、伺服電機直流伺服電機具有良好的調(diào)速特性，較大15、步進(jìn)電機區(qū)別步進(jìn)電機是典型的開環(huán)驅(qū)動裝置，它將插補輸出的進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換為具有一定方向、大小和速度的機械轉(zhuǎn)角位移（一個脈沖控制步進(jìn)電機走一個脈沖當(dāng)量），并帶動機械部件運動。

應(yīng)用場合在機床設(shè)備中，開環(huán)伺服系統(tǒng)的精度主要由步進(jìn)電機決定，速度也受步進(jìn)電機性能的限制。但它的結(jié)構(gòu)和控制簡單，容易調(diào)整，在速度和精度要求不太高的場合，仍有一定的使用價值圖4-1-2-15圖4-1-2-16、步進(jìn)電機區(qū)別步進(jìn)電機是典型的開環(huán)驅(qū)動裝置，它將插補輸出的進(jìn)16電動機驅(qū)動器的作用電動機驅(qū)動器的作用17、伺服驅(qū)動器驅(qū)動器伺服驅(qū)動器又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位，目前是傳動技術(shù)的高端產(chǎn)品圖4-1-2-17、伺服驅(qū)動器驅(qū)動器伺服驅(qū)動器又稱為“伺服控制器”、“伺服放大18、步進(jìn)驅(qū)動器步進(jìn)電機驅(qū)動器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。

當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的廣泛應(yīng)用于雕刻機、水晶研磨機、中型數(shù)控機床、腦電繡花機、包裝機械、噴泉、點膠機、切料送料系統(tǒng)等分辨率較高的大、中型數(shù)控設(shè)備圖4-1-2-18圖4-1-2-19、步進(jìn)驅(qū)動器步進(jìn)電機驅(qū)動器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移19電動機基本參數(shù)的含義電動機基本參數(shù)的含義20、三相異步電動機三相異步電動機型號是表示電動機的品種、規(guī)格、極數(shù)等量的一種產(chǎn)品代號國產(chǎn)異步電動機的種類很多，不同類型的異步電動機采用大寫漢語拼音字母來表示常用國產(chǎn)異步電動機有Y、J、JO、JR等系列其中Y系列電動機是我國最新設(shè)計的統(tǒng)一系列產(chǎn)品J、JO、JR是舊系列產(chǎn)品。字母J表示異步電動機，O表示封閉式電動機，R表示繞線式電動機。、三相異步電動機三相異步電動機型號是表示電動機的品種、規(guī)格、21、伺服電機常用參數(shù)轉(zhuǎn)矩

伺服電機和步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)矩單位均為Nm，它表示電機出力的大小。伺服電機的轉(zhuǎn)矩可分為零速轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩二種功率

伺服驅(qū)動器對伺服電機采用矢量控制，伺服電機的轉(zhuǎn)矩在零速～額定轉(zhuǎn)速內(nèi)，可以保持恒轉(zhuǎn)矩輸出，所以伺服電機有一個確定的功率指標(biāo)——額定功率轉(zhuǎn)子慣量伺服驅(qū)動器對于伺服電機所帶的負(fù)載慣量的要求是，適用負(fù)載慣量為小于電機轉(zhuǎn)子慣量的5倍，所以，較大的電機轉(zhuǎn)子慣量，可帶較大的負(fù)載慣量，但電機的機械時間常數(shù)會增大，電機對速度的響應(yīng)會降低；較小的電機轉(zhuǎn)子慣量，電機的機械時間常數(shù)小，電機對速度的響應(yīng)反應(yīng)快，但所容許電機所帶的負(fù)載慣量不能大。、伺服電機常用參數(shù)轉(zhuǎn)矩伺服電機和步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)矩單位22、步進(jìn)電機步進(jìn)電機的一些特點1．一般步進(jìn)電機的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。步進(jìn)電機外表允許的最高溫度因此電機外表允