伺服与步进电机.ppt

伺服与步进电机
第1页，共40页，2022年，5月20日，22点20分，星期日
第9章 控制电机
教学要求：
。
。
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在励磁电压不变的情况下，随着控制电压的
下降，特性曲线下移。在同一负载转矩作用时，
电动机转速随控制电压的下降而均匀减小。
-100 W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛，如用在各种自动控制、自动记录等系统中。
应用:
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直流伺服电动机
直流伺服电动机的结构与直流电动机基本相
同。只是为减小转动惯量，电机做得细长一些。
直流伺服电动机的工作原理也与直流电动机
相同。
供电方式：他励供电。励磁绕组和电枢分别由两个独立的电源供电。
U1为励磁电压，
U2为电枢电压
M
U1
I1
I2
U2
放
大
器
U
+
+
–
–
直流伺服电动机的接线图
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由机械特性可知：
(1) 一定负载转矩下，当磁通不变时，U2 n。
(2) U2=0时，电机立即停转。
电动机反转：改变电枢电压的极性，电动机反转。
直流伺服电机的机械特性与他励直流电机相同一样，也可用下式表示
机械特性曲线如图所示。
直流伺服电动机的
n=f(T)曲线(U1=常数)
U2



n
T
O
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直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。通常应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控制等。
直流伺服电机输出功率一般为1-600W。
应用：
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测速发电机
测速发电机是一种转速测量传感器。在许
多自动控制系统中，它被用来测量旋转装置的
转速，向控制电路提供与转速大小成正比的信
号电压。
测速发电机分为交流和直流两种类型。
交流测速发电机
交流测速发电机又分为同步式和异步式两
种，这里只分析异步式交流测速发电机的工作
原理。
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•
•
•
•
1
转子
定子
励磁绕组
输出绕组
异步式交流测速发电机的结构与杯形转子
交流伺服电机相似，它的定子上有两个绕组，
一个是励磁绕组，一个是输出绕组。
输出
绕组
+
–
励磁
绕组
+
–
交流测速发电机
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工作时，测速发电机的励磁绕组接交流电
源U1，由 U1  f1N11 可知：
当被测转动轴带动发电机转子旋转时，转
子切割1产生转子感应电势Er和转子电流Ir，
它们的大小与1和转子转速 n 成正比：
转子电流 Ir也产生磁通r ，r 在输出绕组中感应出电压U2 ， U2的大小与r成正比：
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综合上述分析可知：
当 U1恒定不变时， U2与n 成正比，这样，
发电机就把被测装置的转速信号转变成了电压
信号，输出给控制系统。
由于铁心线圈电感的非线性影响，交流测
速发电机的输出电压 U2与n 间存在着一定的非
线性误差，使用时要注意加以修正。
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直流测速发电机
直流测速发电机分永磁式和他励式两种。
两种电机的电枢相同，工作时电枢接负载电阻
RL。但永磁式的定子使用永久磁铁产生磁场，
因而没有励磁线圈；他励式的结构与直流伺服
电机相同，工作时励磁绕组加直流电压U1励磁。
他励式直流测速发电机接线图
TG
RL
I2
U2
+
–
Ra
+
–
E
I1
U1
+
–
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当被测装置转动轴带动发电机电枢旋转时，
电枢产生电动势E，其大小为：
发电机的输出电压为：
上式中代入：
于是
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可见，