特殊电机学习教案.pptx

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1、会计学1特殊特殊(tsh)电机电机第一页，共64页。8.1 单向单向(dn xin)异步电动机异步电动机 由此可见由此可见.向单相异步电动机定子绕组通人单相交流电后向单相异步电动机定子绕组通人单相交流电后.产生产生的磁场大小及方向在不断变化的磁场大小及方向在不断变化.但磁场的轴线却固定不动但磁场的轴线却固定不动.这这种磁场空间位置固定种磁场空间位置固定.只是幅值和方向随时间变化只是幅值和方向随时间变化.即只脉动即只脉动而不旋转而不旋转.称为称为(chn(chn wi)wi)脉动磁场。脉动磁场可以分解为两脉动磁场。脉动磁场可以分解为两个大小相等、方向相反的旋转磁场个大小相等、方向相反的旋转磁场.

2、而这两个磁场在任一时而这两个磁场在任一时刻所产生的合成电磁转矩为零刻所产生的合成电磁转矩为零.所以单相异步电动机如果原所以单相异步电动机如果原来静止不动来静止不动.在脉动磁场的作用下在脉动磁场的作用下.由于转子导体与磁场之间由于转子导体与磁场之间没有相对运动没有相对运动.不会产生磁场力的作用不会产生磁场力的作用.转子仍然是静止不动转子仍然是静止不动.即单相异步电动机没有启动转矩即单相异步电动机没有启动转矩.不能自行启动。这是单相不能自行启动。这是单相异步电动机的一个主要缺点。若用外力去拨动一下电动机的异步电动机的一个主要缺点。若用外力去拨动一下电动机的转子转子.则转子导体就切割定子脉动磁场则转

3、子导体就切割定子脉动磁场.产生电流产生电流.从而受到电从而受到电磁力的作用磁力的作用.转子将顺着拨动的方向转动起来。因此转子将顺着拨动的方向转动起来。因此.必须解必须解决单相异步电动机的启动问题。决单相异步电动机的启动问题。上一页下一页返回(fnhu)第2页/共64页第二页，共64页。8.1 单向单向(dn xin)异步电动机异步电动机 2.2.两相绕组的旋转磁场两相绕组的旋转磁场两相绕组的旋转磁场两相绕组的旋转磁场 可以证明可以证明可以证明可以证明.具有具有具有具有9090相位差的两个电流通过空间位置相位差的两个电流通过空间位置相位差的两个电流通过空间位置相位差的两个电流通过空间位置(wi

4、zhi)(wi zhi)相差相差相差相差9090的两相绕组时的两相绕组时的两相绕组时的两相绕组时.产生的合成磁场为旋转磁场。图产生的合成磁场为旋转磁场。图产生的合成磁场为旋转磁场。图产生的合成磁场为旋转磁场。图8 8一一一一2 2和图和图和图和图8 8一一一一3 3说说说说明了产生旋转磁场的过程明了产生旋转磁场的过程明了产生旋转磁场的过程明了产生旋转磁场的过程.上一页下一页返回(fnhu)第3页/共64页第三页，共64页。8.1 单向单向(dn xin)异步电动机异步电动机8.1.2单相异步电动机的机械单相异步电动机的机械特性特性 由前面分析可知由前面分析可知.若单相异若单相异步电动机只有一个

5、工作绕组步电动机只有一个工作绕组.向单相异步电动机工作绕组向单相异步电动机工作绕组通人单相交流电后通人单相交流电后.会产生会产生幅值和方向随时间变化的脉幅值和方向随时间变化的脉动磁场。该脉动磁场可以分动磁场。该脉动磁场可以分解为两个大小相等、方向相解为两个大小相等、方向相反的旋转磁场。这两个磁场反的旋转磁场。这两个磁场在转子在转子(zhun z)中分别产中分别产生两个正向和反向的电磁转生两个正向和反向的电磁转矩矩.它们试图使转子它们试图使转子(zhun z)分别正转和反转分别正转和反转.这两个这两个转矩叠加起来就是使电动机转矩叠加起来就是使电动机转动的合成转矩转动的合成转矩T。不论是。不论是正

6、向转矩还是反向转矩正向转矩还是反向转矩.它它们的大小与转差率的关系和们的大小与转差率的关系和三相异步电动机的情况是一三相异步电动机的情况是一样的。图样的。图8一一4是单相异步电是单相异步电动机的转矩特性曲线。动机的转矩特性曲线。上一页下一页返回(fnhu)第4页/共64页第四页，共64页。8.1 单向单向(dn xin)异步电动机异步电动机8.1.3单相异步电动机的启动单相异步电动机的启动 为了使单相异步电动机能够为了使单相异步电动机能够产生启动转矩产生启动转矩.通常的解决通常的解决办法是在其定子铁芯内放置办法是在其定子铁芯内放置两个有空间角度差的绕组两个有空间角度差的绕组(工作绕组和启动绕组

7、工作绕组和启动绕组).并且并且使这两个绕组中流过的电流使这两个绕组中流过的电流不同相位不同相位(即分相即分相).这样就可这样就可以在电动机气隙内产生一个以在电动机气隙内产生一个旋转磁场旋转磁场.单相异步电动机单相异步电动机就可以启动运行就可以启动运行(ynxng)了。了。工程实践中工程实践中.单相异步电动单相异步电动机常采用分相式和罩极式两机常采用分相式和罩极式两种启动方法。种启动方法。1.分相启动电动机分相启动电动机 分相启动包括电容启动电动分相启动包括电容启动电动机、电容运转电动机、电容机、电容运转电动机、电容启动运转电动机、电阻启动启动运转电动机、电阻启动电动机。电动机。上一页下一页返回

8、(fnhu)第5页/共64页第五页，共64页。8.1 单向单向(dn xin)异步电动机异步电动机 2.2.罩极电动机罩极电动机罩极电动机罩极电动机 罩极电动机定子一般都采用凸极式的罩极电动机定子一般都采用凸极式的罩极电动机定子一般都采用凸极式的罩极电动机定子一般都采用凸极式的.工作绕组工作绕组工作绕组工作绕组(roz(roz)集中绕集中绕集中绕集中绕制制制制.套在定子磁极上。在极靴表面的套在定子磁极上。在极靴表面的套在定子磁极上。在极靴表面的套在定子磁极上。在极靴表面的1/41/31/41/3处开有一个小槽处开有一个小槽处开有一个小槽处开有一个小槽.并用短路环把这部分磁极罩起来并用短路环把这

9、部分磁极罩起来并用短路环把这部分磁极罩起来并用短路环把这部分磁极罩起来,故称罩极电动机故称罩极电动机故称罩极电动机故称罩极电动机.短路环起短路环起短路环起短路环起到启动绕组到启动绕组到启动绕组到启动绕组(roz(roz)的作用的作用的作用的作用.称为启动绕组称为启动绕组称为启动绕组称为启动绕组(roz(roz)。罩极电动。罩极电动。罩极电动。罩极电动机的转子仍做成笼型。它结构简单机的转子仍做成笼型。它结构简单机的转子仍做成笼型。它结构简单机的转子仍做成笼型。它结构简单.工作可靠工作可靠工作可靠工作可靠.但启动转矩较但启动转矩较但启动转矩较但启动转矩较小小小小.功率因数低。但此类电动机价格低功率

10、因数低。但此类电动机价格低功率因数低。但此类电动机价格低功率因数低。但此类电动机价格低.主要应用于小型风扇、主要应用于小型风扇、主要应用于小型风扇、主要应用于小型风扇、仪器仪表电动机、电唱机等仪器仪表电动机、电唱机等仪器仪表电动机、电唱机等仪器仪表电动机、电唱机等.上一页下一页返回(fnhu)第6页/共64页第六页，共64页。8.1 单向单向(dn xin)异步电动机异步电动机8.1.4单相异步电动机的调速单相异步电动机的调速 1.串电抗器调速串电抗器调速 这种调速方法将电抗器与电这种调速方法将电抗器与电动机定子绕组串联动机定子绕组串联.通电时通电时.利用在电抗器上产生利用在电抗器上产生(ch

11、nshng)的电压降使加的电压降使加到电动机定子绕组上的电压到电动机定子绕组上的电压低于电源电压低于电源电压.从而达到降从而达到降压调速的目的。因此用串电压调速的目的。因此用串电抗器调速法时抗器调速法时.电动机的转电动机的转速只能由额定转速向低速调速只能由额定转速向低速调速速.上一页下一页返回(fnhu)第7页/共64页第七页，共64页。8.1 单向单向(dn xin)异步电动机异步电动机 2.绕组抽头调速 电容运转电动机在调速范围不大时.普遍采用(ciyng)定子绕组抽头调速。这种调速方法是在定子铁芯上再放一个调速绕组(又称中间绕组).它与工作绕组及启动绕组连接后引出几个抽头.通过改变调速绕

12、组与工作绕组、动绕组的连接方式.调节气隙磁场大小及椭圆度来实现调速的目的.这样就省去了调速电抗铁芯.降低了产品成本.节约了电抗器的能耗。其缺点是使电动机嵌线比较困难.引出线头多.接线复杂。上一页下一页返回(fnhu)第8页/共64页第八页，共64页。8.1 单向单向(dn xin)异步电动机异步电动机 3.3.串电容调速串电容调速串电容调速串电容调速 将不同容量的电容器串人单相异步电动机电路中将不同容量的电容器串人单相异步电动机电路中将不同容量的电容器串人单相异步电动机电路中将不同容量的电容器串人单相异步电动机电路中.也可调节电也可调节电也可调节电也可调节电动机的转速。电容器容抗与电容量成反比

13、动机的转速。电容器容抗与电容量成反比动机的转速。电容器容抗与电容量成反比动机的转速。电容器容抗与电容量成反比.故电容量越小故电容量越小故电容量越小故电容量越小.容容容容抗就越大抗就越大抗就越大抗就越大.相应的电压相应的电压相应的电压相应的电压(diny)(diny)降也就越大降也就越大降也就越大降也就越大.电动机转速就低电动机转速就低电动机转速就低电动机转速就低;反之电容量越大反之电容量越大反之电容量越大反之电容量越大.容抗就越小容抗就越小容抗就越小容抗就越小.相应的电压相应的电压相应的电压相应的电压(diny)(diny)降也就越小降也就越小降也就越小降也就越小.电动机转速就高。电动机转速就

14、高。电动机转速就高。电动机转速就高。4.4.自耦变压器调速自耦变压器调速自耦变压器调速自耦变压器调速 可以通过调节自耦变压器来调节加在单相异步电动机上的电可以通过调节自耦变压器来调节加在单相异步电动机上的电可以通过调节自耦变压器来调节加在单相异步电动机上的电可以通过调节自耦变压器来调节加在单相异步电动机上的电压压压压(diny).(diny).从而实现电动机的调速从而实现电动机的调速从而实现电动机的调速从而实现电动机的调速.5.5.晶闸管调压调速晶闸管调压调速晶闸管调压调速晶闸管调压调速 前面介绍的各种调速电路都是有极调速前面介绍的各种调速电路都是有极调速前面介绍的各种调速电路都是有极调速前面

15、介绍的各种调速电路都是有极调速.目前采用晶闸管调压目前采用晶闸管调压目前采用晶闸管调压目前采用晶闸管调压的无级调速已越来越多的无级调速已越来越多的无级调速已越来越多的无级调速已越来越多.上一页返回(fnhu)第9页/共64页第九页，共64页。8.2 三相三相(sn xin)同步电动机同步电动机8.2.1三相同步电动机工作原三相同步电动机工作原理理 同步电动机根据旋转部件的同步电动机根据旋转部件的不同不同.可分为旋转磁极式和可分为旋转磁极式和旋转电枢式两种。由于旋转旋转电枢式两种。由于旋转磁极式具有转子质量小、制磁极式具有转子质量小、制造工艺较简单、通过造工艺较简单、通过(tnggu)电刷和集电

16、环的电电刷和集电环的电流较小等优点流较小等优点.大中容量的大中容量的同步电动机多采用旋转磁极同步电动机多采用旋转磁极式结构。根据转子形状的不式结构。根据转子形状的不同同.旋转磁极式又可分为凸旋转磁极式又可分为凸极式和隐极式两种极式和隐极式两种.凸极式凸极式多用于要求低转速的场合多用于要求低转速的场合.其转子粗而短其转子粗而短.气隙不均匀气隙不均匀隐极式多用于要求高转速的隐极式多用于要求高转速的场合场合.其转子细而长其转子细而长.气隙均气隙均匀。匀。下一页返回(fnhu)第10页/共64页第十页，共64页。8.2 三相三相(sn xin)同步电动机同步电动机 同步电动机与其他旋转电动机一样同步电

17、动机与其他旋转电动机一样同步电动机与其他旋转电动机一样同步电动机与其他旋转电动机一样.由定子和转子两大部分组成。旋转由定子和转子两大部分组成。旋转由定子和转子两大部分组成。旋转由定子和转子两大部分组成。旋转磁极式同步电动机的定子主要由机座、铁芯和定子绕组构成。定子磁极式同步电动机的定子主要由机座、铁芯和定子绕组构成。定子磁极式同步电动机的定子主要由机座、铁芯和定子绕组构成。定子磁极式同步电动机的定子主要由机座、铁芯和定子绕组构成。定子铁芯的内表面嵌有在空间上对称的三相绕组。转子主要由转轴、集铁芯的内表面嵌有在空间上对称的三相绕组。转子主要由转轴、集铁芯的内表面嵌有在空间上对称的三相绕组。转子主

18、要由转轴、集铁芯的内表面嵌有在空间上对称的三相绕组。转子主要由转轴、集电环、铁芯和转子绕组构成。转子铁芯采用高强度合金钢锻制而成。电环、铁芯和转子绕组构成。转子铁芯采用高强度合金钢锻制而成。电环、铁芯和转子绕组构成。转子铁芯采用高强度合金钢锻制而成。电环、铁芯和转子绕组构成。转子铁芯采用高强度合金钢锻制而成。转子铁芯上装有励磁绕组转子铁芯上装有励磁绕组转子铁芯上装有励磁绕组转子铁芯上装有励磁绕组.其两个出线端与两个集电环分别相接其两个出线端与两个集电环分别相接其两个出线端与两个集电环分别相接其两个出线端与两个集电环分别相接(xin(xin ji)ji)。为便于启动。为便于启动。为便于启动。为便

19、于启动.凸极式转子磁极的表面还装有用黄铜制成的凸极式转子磁极的表面还装有用黄铜制成的凸极式转子磁极的表面还装有用黄铜制成的凸极式转子磁极的表面还装有用黄铜制成的导条导条导条导条.在磁极的两个端面分别用一个铜环将导条连接起来构成一个笼在磁极的两个端面分别用一个铜环将导条连接起来构成一个笼在磁极的两个端面分别用一个铜环将导条连接起来构成一个笼在磁极的两个端面分别用一个铜环将导条连接起来构成一个笼形启动绕组。形启动绕组。形启动绕组。形启动绕组。上一页下一页返回(fnhu)第11页/共64页第十一页，共64页。8.2 三相三相(sn xin)同步电动机同步电动机 在同步电动机定子三相对称绕组中通人三相

20、交变电流时在同步电动机定子三相对称绕组中通人三相交变电流时在同步电动机定子三相对称绕组中通人三相交变电流时在同步电动机定子三相对称绕组中通人三相交变电流时.将在气隙将在气隙将在气隙将在气隙中产生转速为中产生转速为中产生转速为中产生转速为n1n1的旋转磁场。当转子的励磁绕组中通人直流电的旋转磁场。当转子的励磁绕组中通人直流电的旋转磁场。当转子的励磁绕组中通人直流电的旋转磁场。当转子的励磁绕组中通人直流电流时流时流时流时.将产生极性恒定的静止磁场将产生极性恒定的静止磁场将产生极性恒定的静止磁场将产生极性恒定的静止磁场.就好像就好像就好像就好像(h(h o xino xin)一个一个一个一个“磁铁磁

21、铁磁铁磁铁”。若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等.转子转子转子转子“磁铁磁铁磁铁磁铁”因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转.也就是转也就是转也就是转也就是转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转.这就是同步电动机

22、的基这就是同步电动机的基这就是同步电动机的基这就是同步电动机的基本工作原理。本工作原理。本工作原理。本工作原理。上一页下一页返回(fnhu)第12页/共64页第十二页，共64页。8.2 三相三相(sn xin)同步电动同步电动机机8.2.28.2.2三相同步电动机特性三相同步电动机特性三相同步电动机特性三相同步电动机特性 1.1.同步电动机的功率同步电动机的功率同步电动机的功率同步电动机的功率 同步电动机功率平衡关系如图同步电动机功率平衡关系如图同步电动机功率平衡关系如图同步电动机功率平衡关系如图8 8一一一一5 5所示。所示。所示。所示。2.2.同步电动机电动势平衡方程式同步电动机电动势平衡

23、方程式同步电动机电动势平衡方程式同步电动机电动势平衡方程式 同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机(凸极式凸极式凸极式凸极式)定子每相绕组的电压方程式为：定子每相绕组的电压方程式为：定子每相绕组的电压方程式为：定子每相绕组的电压方程式为：3.3.同步电动机功角特性同步电动机功角特性同步电动机功角特性同步电动机功角特性 电动机的电磁功率的大小与功率角有直接的关系。电动机的电磁功率的大小与功率角有直接的关系。电动机的电磁功率的大小与功率角有直接的关系。电动机的电磁功率的大小与功率角有直接的关系。电磁功率和功率角的关系就称为功角特性电磁功率和功率角的关系就称为功角特性电磁功率和功率角的关系就称为功

24、角特性电磁功率和功率角的关系就称为功角特性.如图如图如图如图8 8一一一一6 6所示。所示。所示。所示。4.4.同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机V V形曲线形曲线形曲线形曲线 同步电动机的同步电动机的同步电动机的同步电动机的V V形曲线是指当电源电压和电源的频率形曲线是指当电源电压和电源的频率形曲线是指当电源电压和电源的频率形曲线是指当电源电压和电源的频率(pnl(pnl)均为额定值时均为额定值时均为额定值时均为额定值时.在输出功率不变的条件下在输出功率不变的条件下在输出功率不变的条件下在输出功率不变的条件下.调节励调节励调节励调节励磁电流时磁电流时磁电流时磁电流时.定子电流也会相应变

25、化。如图定子电流也会相应变化。如图定子电流也会相应变化。如图定子电流也会相应变化。如图8 8一一一一7 7所示。所示。所示。所示。上一页下一页返回(fnhu)第13页/共64页第十三页，共64页。8.2 三相三相(sn xin)同步电动机同步电动机8.2.3三相同步电动机的启动三相同步电动机的启动 1.辅助辅助(fzh)电动机启动法电动机启动法 所谓辅助所谓辅助(fzh)电动机启电动机启动法动法.是借助一台与待启动是借助一台与待启动的同步电动机同磁极数的异的同步电动机同磁极数的异步电动机来辅助步电动机来辅助(fzh)启动启动同步电动机。先用辅助同步电动机。先用辅助(fzh)电动机将同步电动机电

26、动机将同步电动机拖到接近同步转速拖到接近同步转速.则定子则定子磁场对转子的相对运动速度磁场对转子的相对运动速度趋于零趋于零.然后接通转子的励然后接通转子的励磁电路磁电路.给子恰当的励磁给子恰当的励磁.产产生推动转子转动的同步转矩生推动转子转动的同步转矩.把转子拖人同步。此后把转子拖人同步。此后.电电磁转矩的方向将不再改变磁转矩的方向将不再改变.电动机进人稳定的同步运转电动机进人稳定的同步运转状态。状态。此法的缺点是不能带负荷启此法的缺点是不能带负荷启动动.否则会增加辅助否则会增加辅助(fzh)电动机的容量而加大机组设电动机的容量而加大机组设备的投资。备的投资。上一页下一页返回(fnhu)第14

27、页/共64页第十四页，共64页。8.2 三相三相(sn xin)同步电动机同步电动机 2.2.异步启动法异步启动法异步启动法异步启动法 异步启动法是凸极式同步电动机特有的启动法异步启动法是凸极式同步电动机特有的启动法异步启动法是凸极式同步电动机特有的启动法异步启动法是凸极式同步电动机特有的启动法.其方法是在转子极靴上安装其方法是在转子极靴上安装其方法是在转子极靴上安装其方法是在转子极靴上安装与笼型异步电动机相似的笼型绕组与笼型异步电动机相似的笼型绕组与笼型异步电动机相似的笼型绕组与笼型异步电动机相似的笼型绕组(称为称为称为称为(chn(chn wi)wi)阻尼绕组或启动绕组阻尼绕组或启动绕组阻

28、尼绕组或启动绕组阻尼绕组或启动绕组)来启动同步电动机来启动同步电动机来启动同步电动机来启动同步电动机.异步启动法分两个阶段异步启动法分两个阶段异步启动法分两个阶段异步启动法分两个阶段:(1):(1)异步启动、异步启动、异步启动、异步启动、(2)(2)牵入同步。牵入同步。牵入同步。牵入同步。上一页下一页返回(fnhu)第15页/共64页第十五页，共64页。8.2 三相三相(sn xin)同步电动机同步电动机 3.3.变频启动法变频启动法 变频启动法是改变交流电源的频率变频启动法是改变交流电源的频率.从而改变定子旋转磁场转从而改变定子旋转磁场转速速.利用同步转矩来启动同步电动机。开始启动时利用同步

29、转矩来启动同步电动机。开始启动时.先在转子先在转子绕组中通人直流励磁电流绕组中通人直流励磁电流.再把定子三相电源频率调得很低再把定子三相电源频率调得很低.然后逐渐增加电源频率然后逐渐增加电源频率.直至额定频率为止。在此过程中直至额定频率为止。在此过程中.定定子旋转磁场的转速逐步子旋转磁场的转速逐步(zhb)(zhb)上升上升.转子的转速也就随之逐转子的转速也就随之逐步步(zhb)(zhb)上升。此过程中转子磁极在开始启动时就与旋转磁上升。此过程中转子磁极在开始启动时就与旋转磁场建立起稳定的磁拉力而同步增速一直增到额定转速。场建立起稳定的磁拉力而同步增速一直增到额定转速。变频启动法可以实现平滑启

30、动变频启动法可以实现平滑启动.变频启动法的应用越来越广泛变频启动法的应用越来越广泛上一页返回(fnhu)第16页/共64页第十六页，共64页。8.3 伺服电动机伺服电动机8.3.1直流伺服电动机直流伺服电动机 1.基本结构基本结构 1)传统直流伺服电动机动传统直流伺服电动机动 传统直流伺服电动机就是他传统直流伺服电动机就是他励直流电动机励直流电动机.二者结构基二者结构基本相同本相同.也由定子和电枢组也由定子和电枢组成。根据励磁方式不同成。根据励磁方式不同.又又可分为电磁式和永磁式两种。可分为电磁式和永磁式两种。电磁式伺服电动机的定子磁电磁式伺服电动机的定子磁极极(cj)装有励磁绕组装有励磁绕组

31、.励磁励磁绕组接励磁电压产生磁通。绕组接励磁电压产生磁通。上一页下一页返回(fnhu)第17页/共64页第十七页，共64页。8.3 伺服电动机伺服电动机 2)2)圆盘电枢直流伺服电动机圆盘电枢直流伺服电动机圆盘电枢直流伺服电动机圆盘电枢直流伺服电动机 圆盘电枢直流伺服电动机的结构的定子由水久磁铁和前后铁扼组圆盘电枢直流伺服电动机的结构的定子由水久磁铁和前后铁扼组圆盘电枢直流伺服电动机的结构的定子由水久磁铁和前后铁扼组圆盘电枢直流伺服电动机的结构的定子由水久磁铁和前后铁扼组成，其气隙磁力线与普通电动机的径向不同成，其气隙磁力线与普通电动机的径向不同成，其气隙磁力线与普通电动机的径向不同成，其气隙

32、磁力线与普通电动机的径向不同(b tn(b tn).).是轴向的。是轴向的。是轴向的。是轴向的。气隙位于装有电枢绕组的圆盘两边气隙位于装有电枢绕组的圆盘两边气隙位于装有电枢绕组的圆盘两边气隙位于装有电枢绕组的圆盘两边.电枢绕组有绕线绕组和印制电枢绕组有绕线绕组和印制电枢绕组有绕线绕组和印制电枢绕组有绕线绕组和印制绕组两种。绕线绕组沿圆周径向以一定规律排列绕组两种。绕线绕组沿圆周径向以一定规律排列绕组两种。绕线绕组沿圆周径向以一定规律排列绕组两种。绕线绕组沿圆周径向以一定规律排列.再用环氧树脂再用环氧树脂再用环氧树脂再用环氧树脂浇注固定成圆盘形。绕组的径向段为有效部分浇注固定成圆盘形。绕组的径向

33、段为有效部分浇注固定成圆盘形。绕组的径向段为有效部分浇注固定成圆盘形。绕组的径向段为有效部分.弯曲段位端接部弯曲段位端接部弯曲段位端接部弯曲段位端接部分分分分.所以电枢绕组中的电流沿径向流过圆盘表面所以电枢绕组中的电流沿径向流过圆盘表面所以电枢绕组中的电流沿径向流过圆盘表面所以电枢绕组中的电流沿径向流过圆盘表面.与轴向的磁通相与轴向的磁通相与轴向的磁通相与轴向的磁通相互作用产生电磁转矩互作用产生电磁转矩互作用产生电磁转矩互作用产生电磁转矩.使伺服电动机旋转。使伺服电动机旋转。使伺服电动机旋转。使伺服电动机旋转。上一页下一页返回(fnhu)第18页/共64页第十八页，共64页。8.3 伺服电动机

34、伺服电动机 3)3)空心杯电枢直流伺服电动机空心杯电枢直流伺服电动机 空心杯形电枢直流伺服电动机的定子有两个空心杯形电枢直流伺服电动机的定子有两个:一个是内定子，由软一个是内定子，由软磁材料制成，起导磁作用磁材料制成，起导磁作用;一个是外定子一个是外定子.由水磁材料制成由水磁材料制成.产生主产生主磁通。转子由单个成型线圈沿轴向排列成空心杯形磁通。转子由单个成型线圈沿轴向排列成空心杯形.用环氧树脂用环氧树脂浇注制成空心杯形圆筒浇注制成空心杯形圆筒.转子轻转子轻.转动惯量小转动惯量小.响应快速响应快速.转子在内、转子在内、外定子之间旋转外定子之间旋转.气隙较大。气隙较大。4)4)无槽电枢直流伺服电

35、动机无槽电枢直流伺服电动机 无槽电枢直流伺服电动机的电枢铁芯表面不开槽无槽电枢直流伺服电动机的电枢铁芯表面不开槽.绕线排列在光滑绕线排列在光滑(gung hu)(gung hu)的铁芯表面的铁芯表面.用环氧树脂将绕组和铁芯浇注成一体用环氧树脂将绕组和铁芯浇注成一体.其其他结构和有槽电枢结构相同。他结构和有槽电枢结构相同。上一页下一页返回(fnhu)第19页/共64页第十九页，共64页。8.3 伺服电动机伺服电动机 2.2.基本工作原理基本工作原理 当励磁绕组和电枢绕组中都通有电流并产生磁通时当励磁绕组和电枢绕组中都通有电流并产生磁通时.它们相互它们相互作用而产生电磁转矩作用而产生电磁转矩.驱动

36、电枢转动驱动电枢转动.使直流伺服电动机带动使直流伺服电动机带动负载工作。若两个绕组中任何一个电流为零负载工作。若两个绕组中任何一个电流为零.直流伺服电动直流伺服电动机马上停转。作为执行兀件机马上停转。作为执行兀件.直流伺服电动机把输人的控制直流伺服电动机把输人的控制信号转换为轴上的角位移或角速度输出。该电动机的转向及信号转换为轴上的角位移或角速度输出。该电动机的转向及转速随控制电压的改变而改变。转速随控制电压的改变而改变。直流伺服电动机的控制有电枢控制和磁极直流伺服电动机的控制有电枢控制和磁极(cj)(cj)控制两种方式。控制两种方式。上一页下一页返回(fnhu)第20页/共64页第二十页，共

37、64页。8.3 伺服电动机伺服电动机 3.3.直流伺服电动机机械特性直流伺服电动机机械特性直流伺服电动机机械特性直流伺服电动机机械特性 在一定负载转矩下在一定负载转矩下在一定负载转矩下在一定负载转矩下.磁通不变时磁通不变时磁通不变时磁通不变时.电动机转速随电枢电压的升高而升高电动机转速随电枢电压的升高而升高电动机转速随电枢电压的升高而升高电动机转速随电枢电压的升高而升高.随电枢随电枢随电枢随电枢电压的下降电压的下降电压的下降电压的下降(xijing)(xijing)而下降而下降而下降而下降(xijing)(xijing)。电枢电压为零时。电枢电压为零时。电枢电压为零时。电枢电压为零时.电动机立

38、即停转。电动机立即停转。电动机立即停转。电动机立即停转。要改变电动机转向要改变电动机转向要改变电动机转向要改变电动机转向.只需改变电枢电压极性。只需改变电枢电压极性。只需改变电枢电压极性。只需改变电枢电压极性。上一页下一页返回(fnhu)第21页/共64页第二十一页，共64页。8.3 伺服电动机伺服电动机 4.4.直流伺服电动机的应用直流伺服电动机的应用 图图8 8一一8 8是精密机床工作台精确是精密机床工作台精确(jngqu)(jngqu)定位系统原理图。直流定位系统原理图。直流伺服电动机在机床工作台精确伺服电动机在机床工作台精确(jngqu)(jngqu)定位系统中作为执行定位系统中作为执

39、行兀件兀件.由偏差电压由偏差电压U U控制控制.用于驱动机床工作台。运算控制用于驱动机床工作台。运算控制电路将位置指令转换为电压信号作为系统的输人信号电压电路将位置指令转换为电压信号作为系统的输人信号电压U1U1。输人信号电压。输人信号电压U1U1和位置检测装置的输出电压和位置检测装置的输出电压UfUf相比较相比较后后.偏差电压偏差电压U U通过直流放大器去控制伺服电动机的运转通过直流放大器去控制伺服电动机的运转.从而控制机床工作台的移动。工作台经多次自动的前、后移从而控制机床工作台的移动。工作台经多次自动的前、后移动动.最终精确最终精确(jngqu)(jngqu)地停留在指定位置上。地停留在

40、指定位置上。上一页下一页返回(fnhu)第22页/共64页第二十二页，共64页。8.3 伺服电动机伺服电动机8.3.2交流伺服电动机交流伺服电动机 1.基本结构基本结构 交流伺服电动机一般是两相交流伺服电动机一般是两相交流电动机交流电动机.其构造基本上其构造基本上与电容与电容(dinrng)分相式单分相式单相异步电动机相似相异步电动机相似.其定子其定子上装有两个空间位置互差上装有两个空间位置互差90电角度的两相绕组。工电角度的两相绕组。工作时励磁绕组与交流励磁电作时励磁绕组与交流励磁电源相连源相连.控制绕组加控制信控制绕组加控制信号电压。转子的形式有两种号电压。转子的形式有两种:一种是笼式转子

41、一种是笼式转子.由高电阻由高电阻率的材料制成率的材料制成.转子结构简转子结构简单单.为减小其转动惯量一般为减小其转动惯量一般做得细长做得细长;另一种是空心杯另一种是空心杯转子转子.由非磁性材料制成由非磁性材料制成.其其杯壁很薄杯壁很薄.因而转动惯量很因而转动惯量很小小.响应迅速响应迅速.得到了广泛的得到了广泛的应用。应用。上一页下一页返回(fnhu)第23页/共64页第二十三页，共64页。8.3 伺服电动机伺服电动机 2.2.工作工作工作工作(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理 交流伺服电动机的工作交流伺服电动机的工作交流伺服电动机的工作交流伺服电动机的工作(gngzu)(gngzu)

42、原理和电容分相式单相异步原理和电容分相式单相异步原理和电容分相式单相异步原理和电容分相式单相异步电动机相似。当无控制电压时电动机相似。当无控制电压时电动机相似。当无控制电压时电动机相似。当无控制电压时.只有励磁产生的脉动磁场只有励磁产生的脉动磁场只有励磁产生的脉动磁场只有励磁产生的脉动磁场.转转转转子无启动转矩子无启动转矩子无启动转矩子无启动转矩.因而静止不动。当有控制电压时因而静止不动。当有控制电压时因而静止不动。当有控制电压时因而静止不动。当有控制电压时.则在气隙中则在气隙中则在气隙中则在气隙中产生一个旋转磁场并产生电磁转矩产生一个旋转磁场并产生电磁转矩产生一个旋转磁场并产生电磁转矩产生一

43、个旋转磁场并产生电磁转矩.使转子沿旋转磁场的方使转子沿旋转磁场的方使转子沿旋转磁场的方使转子沿旋转磁场的方向旋转。向旋转。向旋转。向旋转。3.3.交流伺服电动机特性交流伺服电动机特性交流伺服电动机特性交流伺服电动机特性 图图图图8 8一一一一9 9中曲线中曲线中曲线中曲线2 2是交流伺服电动机转矩特性曲线是交流伺服电动机转矩特性曲线是交流伺服电动机转矩特性曲线是交流伺服电动机转矩特性曲线.曲线曲线曲线曲线1 1是普通是普通是普通是普通异步电动机转矩特性曲线异步电动机转矩特性曲线异步电动机转矩特性曲线异步电动机转矩特性曲线.两者相比有着明显的区别。两者相比有着明显的区别。两者相比有着明显的区别。

44、两者相比有着明显的区别。上一页下一页返回(fnhu)第24页/共64页第二十四页，共64页。8.3 伺服电动机伺服电动机 4.4.交流伺服电动机的应用交流伺服电动机的应用交流伺服电动机的应用交流伺服电动机的应用 图图图图8 8一一一一1010是自动测温系统原理框图。交流伺服电动机在自动测温系是自动测温系统原理框图。交流伺服电动机在自动测温系是自动测温系统原理框图。交流伺服电动机在自动测温系是自动测温系统原理框图。交流伺服电动机在自动测温系统中作为执行元件统中作为执行元件统中作为执行元件统中作为执行元件.由偏差电压由偏差电压由偏差电压由偏差电压UU控制控制控制控制.用于驱动显不盘指针和用于驱动显

45、不盘指针和用于驱动显不盘指针和用于驱动显不盘指针和电位计的滑动触头。热电偶将被测温度电位计的滑动触头。热电偶将被测温度电位计的滑动触头。热电偶将被测温度电位计的滑动触头。热电偶将被测温度(wnd)(wnd)转换为系统的输转换为系统的输转换为系统的输转换为系统的输人信号电压人信号电压人信号电压人信号电压U1U1比较电路的输出电压比较电路的输出电压比较电路的输出电压比较电路的输出电压U=U1-UfU=U1-Uf经调制器调制为经调制器调制为经调制器调制为经调制器调制为交流电压交流电压交流电压交流电压.再由交流放大器进行功率放大后驱动交流伺服电动机再由交流放大器进行功率放大后驱动交流伺服电动机再由交流

46、放大器进行功率放大后驱动交流伺服电动机再由交流放大器进行功率放大后驱动交流伺服电动机的控制绕组的控制绕组的控制绕组的控制绕组.使交流伺服电动机转动使交流伺服电动机转动使交流伺服电动机转动使交流伺服电动机转动.从而带动显不盘指针转动、从而带动显不盘指针转动、从而带动显不盘指针转动、从而带动显不盘指针转动、电位计滑动触点移动电位计滑动触点移动电位计滑动触点移动电位计滑动触点移动.电位计的输出电压电位计的输出电压电位计的输出电压电位计的输出电压UfUf发生相应变化发生相应变化发生相应变化发生相应变化.使偏差使偏差使偏差使偏差电压电压电压电压UU逐步减小逐步减小逐步减小逐步减小.至至至至DU=U1-U

47、f=0DU=U1-Uf=0时时时时.交流伺服电动机停转交流伺服电动机停转交流伺服电动机停转交流伺服电动机停转.显示显示显示显示盘指针停留在相应于输人信号电压盘指针停留在相应于输人信号电压盘指针停留在相应于输人信号电压盘指针停留在相应于输人信号电压U1U1的刻度上。的刻度上。的刻度上。的刻度上。上一页返回(fnhu)第25页/共64页第二十五页，共64页。8.4 步进电动机步进电动机8.4.1步进电动机的结构和分类步进电动机的结构和分类 1.分类分类 步进电动机根据作用原理和步进电动机根据作用原理和结构结构.基本上可以分为以下基本上可以分为以下三类三类:第一类为反应式步进电动机。第一类为反应式步

48、进电动机。反应式步进电动机的转子类反应式步进电动机的转子类似于凸极同步电动机似于凸极同步电动机.由软由软磁材料磁材料(cilio)制成齿状制成齿状.转转子的齿也称显极子的齿也称显极.这种电动这种电动机中没有励磁绕组。反应式机中没有励磁绕组。反应式步进电动机一般为三相步进电动机一般为三相.可可实现大转矩输出实现大转矩输出.但噪声及但噪声及振动都很大，将逐步被淘汰，振动都很大，将逐步被淘汰，但在现阶段但在现阶段.这种电动机依这种电动机依然得到很广泛的应用。然得到很广泛的应用。下一页返回(fnhu)第26页/共64页第二十六页，共64页。8.4 步进电动机步进电动机 第二类为水磁式步进电动机。水磁式

49、步进电动机的转子是用水久第二类为水磁式步进电动机。水磁式步进电动机的转子是用水久第二类为水磁式步进电动机。水磁式步进电动机的转子是用水久第二类为水磁式步进电动机。水磁式步进电动机的转子是用水久磁钢制成磁钢制成磁钢制成磁钢制成.也有通过集电环由直流电源供电的励磁也有通过集电环由直流电源供电的励磁也有通过集电环由直流电源供电的励磁也有通过集电环由直流电源供电的励磁(l c)(l c)绕组制成绕组制成绕组制成绕组制成的转子。水磁式步进电动机一般为两相的转子。水磁式步进电动机一般为两相的转子。水磁式步进电动机一般为两相的转子。水磁式步进电动机一般为两相.主要依靠水磁体和定子主要依靠水磁体和定子主要依靠

50、水磁体和定子主要依靠水磁体和定子绕组之间所产生的电磁转矩工作绕组之间所产生的电磁转矩工作绕组之间所产生的电磁转矩工作绕组之间所产生的电磁转矩工作.电磁转矩和体积都较小。电磁转矩和体积都较小。电磁转矩和体积都较小。电磁转矩和体积都较小。第三类为复合式步进电动机。复合式步进电动机则是反应式电动第三类为复合式步进电动机。复合式步进电动机则是反应式电动第三类为复合式步进电动机。复合式步进电动机则是反应式电动第三类为复合式步进电动机。复合式步进电动机则是反应式电动机和永磁式电动机的结合机和永磁式电动机的结合机和永磁式电动机的结合机和永磁式电动机的结合.它综合了两者的优点它综合了两者的优点它综合了两者的优