交流伺服电机.pdf

、交流伺服电机
三相(工业用)基本原理
异步电机两相绕组交流伺服电机
同步电机
单相(民用)交流伺服电机的应用
两相(伺服)、交流电机的基本结构和原理交流伺服:控制技术复杂;本节内容:直流伺服:控制技术简单普通三相交流电机结构原理的回顾由于大功率开关器件、模拟和数字专用集两相绕组交流伺服电机成电路、微处理机技术、材料技术和控交流伺服电机的应用制技术的进步,交流伺服技术越来越具备与直流伺服技术竞争的实力,今后的三相异步电机趋势是交流伺服逐渐取代直流伺服。但目前为止,、普通三相电流产生的旋转磁场简要原理:转子切三相交流电机割旋转磁场,产生定子绕组通以三相电流结构原理感应电流和电势,时,各相绕组中的电流
定子绕组其与旋转磁场相互iA=Imsinωt将产生自己的磁场,三作用产生力和转i=Isin(ωt−120°)相电流产生的总磁场不
鼠笼式转子矩,其方向与旋转Bm仅随时间变化,而且在磁场相同。空间旋转。iC=Imsin(ωt+120°)三相对称电流通入三相对称绕组时,、几个概念(1)
当转动手柄使永久磁铁旋
旋转磁场:由定子绕组中转时,鼠笼转的多相交流电流产生。三种运动磁场:子也会跟着磁
圆形(普通三铁转动起来。多相电流的优点之一:可相电机)
椭圆
转子的转速以产生等效旋转磁场。比磁铁慢
脉振(单相电机)
当磁铁的旋转方向改变三相电机中任意两相的端子时,转子的旋与电源的联接对换,旋转磁转方向也跟着场的方向就会改变。改变。几个概念(2)几个概念(3)
同步转速ns(旋转磁场的转速):与电机极数和电源频率有关:
转差率s:Δnn−ns==sf60fnnn=(r/s)=(r/min)ssspp转差率越大,转子速度越低。当s=0,式中,f为电源频率;p为电机极对数(一个N转子转速与定子磁场转速相同,不产生极和一个极构成一个极对)。S转矩。通常圆形磁场作用下的n为ns的5/6左右。、三相异步电机的机械特转子电磁力的产生性
转子速度小于定子旋转磁场转速(即异步),转子导条(鼠笼条)将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流(右手定则);
该电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力(左手定则),使电机转子旋转。2圆形磁场下的电磁转三相异步电机的机械特性矩参数表达式:理想空载r'sn额定工作点22D临界工作m1pU1点,s<s为稳s0mT=C定工作区em'sNn⎡r22'2⎤N2πf1⎢(r1+)+(x1+x2)⎥s⎣⎦smnB电磁转矩的影响因素:m启动工作点
电源参数:U1(相电压)、f1(电源频率)T
结构参数:r、r`分别为定子和转子的等效10Aem12TT电阻、x1、x2`分别为定子和转子的等效漏NTstmax抗、m(定子相数)、p(极对数)1在额定负载范围,s<s。普通异步电机的
运行参数:s(或转速)NsN=~,很小,可看作恒速电机最大电磁转矩和临界转差率讨论:mpU2r'TmsmT≈±11s≈±2max4(πfxx+')mx+x'dT11212令em=0dt当其它参数一定时:mpU22mpUT=±11≈±11①临界转差率与电源电压无关。max2'2'4[πfr±+r+(xx+)]4(πf11xx+2)11112②转子回路电阻越大,临界转差率越大;''r2r2③最大电磁转矩与转子电阻无关。sm=±≈±2'2x+x'r1+(x1+x2)12④最大电磁转矩与电源电压平方成正比;T⑤频率越高,最大电磁转矩越小max普通电机约过载能力λT=~、两相绕组交当增大转子流伺服电机sn电阻时,机n01械特性的非
原理线性特征减r
圆形旋转磁场和椭圆形旋sm2小,s增大,m转磁场但Tm不变。多用于微型sm1r+R
特点2s1s≥1时,m
控制方式即呈现伺服sm2r+R2s2电机的机械
特性分析动态特性r2+Rs3特性——软
10TTT特性
交、、原理两相交流伺服电机电原理图控制绕组励磁绕组定子槽中嵌有两个绕组:
对称两相绕组:在空间上互差90°电角度,
控制绕组有效匝数又相等的两个绕组。
励磁绕组
两相对称电流:激磁绕组的电流If与控制绕组的电流Ic幅值上相等、相位上相差90°两相绕组产生的旋转磁场原理合成磁通控制绕组:当电流变化一个ic=Icsinωt周期时,电流的激磁绕组:if=Icsin(ωt−90°)磁场旋转一周。当任意一个绕组由此形成的磁通密度幅值,Bcm=Bfm=Bm,其合成磁场上所加的电压反的磁通密度为:相度时,该绕2222180B=B+