交流伺服电动机.ppt

交流伺服电动机
第1页，共56页，2022年，5月20日，8点58分，星期日
交流伺服电动机的概述
交流伺服电动机的工作原理和结构
第4章 交流伺服电动机
圆形磁场下电动机运行的12页，共56页，2022年，5月20日，8点58分，星期日
圆形磁场下电动机运行的理论分析
2、感应电势
激磁绕组：
控制绕组：
转子绕组：
2、电压平衡方程式
Uk~
Uj~
j1
j2
k1
k2
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二、转子旋转时
1、感应电势
定子侧激磁绕组、控制绕组感应电势与转子不转时相同。
转子绕组：
rR
jxRs
+
-
f2
转子 频率：
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2、电压平衡方程式
rR
jxRs
+
-
f2
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三、圆形旋转磁场时 定子绕组电压关系
1、Wj=Wk 时（此时定子为两相对称绕组）
当
时
又
而
此时
为了得到圆形旋转磁场，要求两相绕组电压值相等，相位互差900 。
Uk~
Uj~
j1
j2
k1
k2
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2、Wj /Wk =k 时
此时

绕组电压大小与绕组匝数成正比。
两相绕组产生圆形旋转磁场时，加在定子上的电压分别定义为额定激磁电压Ù jn和额定控制电压Ùkn ，并称两相交流伺服电动机处于对称状态。
Wj=Wk 时，
Wj /Wk =k 时，
Ujn =Ukn
Uk~
Uj~
j1
j2
k1
k2
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四、转矩及机械特性
1、电磁转矩的物理表达式
2、电磁转矩的参数表达式
其中ZR为转子导条根数， WR为转子绕组有效匝数（笼形电机WR =1/2）， s为同步角速度（ s =2n s /60= 2  f /p）
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3、机械特性
o
T
Tmax
Td
n
ns
理想空载： n=ns ，s=0，T=0
最大转矩： n=n1 ，s= sm ，T=T max
堵转点（启动点）：
n=0 ，s = 1 ，T=T d
机械特性仿真
不同转子电阻特性
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为使交流伺服电动机转速从0~ns整个运行范围内都保证其工作的稳定性，其机械特性在整个范围内都是下垂的，要具有这样的下垂特性，交流伺服电动机要有足够大的转子电阻，使sm>1。
具有大的转子电阻和下垂的机械特性是交流伺服电动机的主要特点。
为了表示伺服电动机的运行稳定性，通常引入阻尼系数的概念。这种特性用阻尼系数D来度量。
空载转速
堵转转矩
T
o
Td
n
ns
TL
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阻尼系数D值越大，转矩变化对转速的影响很小，电机运行稳定，反之，电机运行的稳定性很差。
在一定转速范围内，若机械特性近似看为直线，则在该范围内阻尼系数为
T1、 T2 、n1 、 n2分别为该范围内机械特性上相应的转矩、转速值。
o
T
Td
n
ns
n2
n1
T1
T2
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椭圆磁场下电动机运行的理论分析
一、椭圆形磁场的形成
当激磁绕组与控制绕组所产生的磁势幅值不相等，即 =Bkm /Bjm （ 0<  <1）；两绕组电流相位差为（0 <  < 90o），这时产生的磁场为椭圆形磁场。
当 = 1，  = 90o ，电机产生圆形磁场；
当 = 0，  = 0；
 = 0，  = 90o ，
 = 1，  = 0；
电机产生脉振磁场；
当0<