美的风机盘管参数全自动的高速封边机好不好用

  交流伺服电机的工作原理_物理_自然科学_专业资料。第9章 控制电机 9.1 伺服电动机 9.2 测速发电机 9.3 步进电动机 9.4 自动控制的基本概念 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 第9章 控制电机 教学要求: 1.了解交流伺服电动机

  第9章 控制电机 9.1 伺服电动机 9.2 测速发电机 9.3 步进电动机 9.4 自动控制的基本概念 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 第9章 控制电机 教学要求: 1.了解交流伺服电动机的结构和工作原理。 2.了解直流伺服电动机的结构和工作原理。 3.了解交流测速发电机的结构和工作原理。 4.了解步进电动机的结构和工作原理。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是 作为动力使用的,其主要任务是能量的转换。 本章介绍的各种控制电机的主要任务是转换和 传递控制信号,能量的转换是次要的。 控制电机的种类很多,本章只讨论常用的几种: 伺服电机、测速电机、步进电机。 各种控制电机有各自的控制任务: 如: 伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱 动控制对象;测速发电机将转速转换为电压,并传 递到 输入端作为反馈信号。步进电动机将脉冲信号 转换为角位移或线位移。 对控制电机的主要要求:动作灵敏、准确、 重 量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.1 伺服电动机 伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输 入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角 速度,驱动控制对象。 伺服电动机可控性好,反应迅速。是自动控 制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。 伺服电动机可分为两类: 交流伺服电动机 直流伺服电动机 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.1.1 交流伺服电动机 交流伺服电动机就是一台两相交流异步电机。 它的定子上装有空间互差90?的两个绕组:励磁绕组 和控制绕组,其结构如图所示。 控制绕组 内定子 励磁绕组 杯形转子 交流伺服电动机结构图 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 I?1 U? C +– + U? 控制信号 检 放 + + U? U? 1 I? 2 – – 励磁绕组 测 元 大 + U? 2 – 1 U? 1 ?1 I?1 U? – 件 器 控制绕组 (a)接线图 U? C (b) 相量图 交流伺服电动机的接线图和相量图 励磁绕组串联电容C , 是为了产生两相旋转磁场。 适当选择电容的大小,可使通入两个绕组的电流 相位差接近90?,从而产生所需的旋转磁场。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 控制信号 + U? 检 放 I? 2 测 大 +U? 2 – 元器 – 件 控制绕组 控制电压 与电源电压 U? U频? 2 率相同,相位相 同或反相。 交流伺服电动机的工作原理与单相异步电动机 有相似之处。 励磁绕组固定接在电源上,当控制电压为零时, 电机无起动转矩,转子不转。 若有控制电压加在控制绕组上,且励磁电流 I?1 和控制绕组电流 I?2 不同相时,因此便产生两相旋转 磁场。在旋转磁场的作用下,转子便转动起来。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 交流伺服电动机的特点:不仅要求它在静止状 态下,能服从控制信号的命令而转动,而且要求在 电动机运行时如果控制电压变为零,电动机立即停 转。 但如果交流伺服电动机的参数选择和一般单相 异步电动机相似,电动机一经转动,即使控制等于 零,电动机仍继续转动,电动机失去控制,这种现 象称为“自转”。 如何克服“自转”现象呢? 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 正反向旋转磁场的合成转矩特性 T 1 (正向) s1 ? 0 s2 ? 2 正 转 T 2(反向) s1 ?s2 ?1 反 转 s1 ? 2 s s2 ? 0 当单相励磁时,在电动机运行范围0S11时,转矩 为正值,产生电动转矩,使转子继续转动。反转时 也同样为电动转矩。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 现增大转子电阻,使Sm1 T1 s1 ? 0 s2 ? 2 s1 ?s2 ?1 s1 ? 2 s s2 ? 0 T2 当单相励磁时,在电动机运行范围0S11时,转矩 为负值,产生制动转矩,使转子停转。反转时也同 样为制动转矩。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 加在控制绕组上的控制电压反相时(保持励 磁电压不变),由于旋转磁场的旋转方向发生变 化,使电动机转子反转。 加在控制绕组上的控制电压大小变化时,其 产生的旋转磁场的椭圆度不同,从而产生的电磁 转矩也不同,从而改变电动机的转速。 交流伺服电动机的机械特性如图所示。 n o 不同控制电压下的机械特性曲线 T n=f(T), U1=常数 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 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。 应用: 交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100 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。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.1.2 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。 I2 I1 放+ + U1为励磁电压, U 大 U2 M U1 U2为电枢电压 器– – 直流伺服电动机的接线图 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 直流伺服电机的机 n 械特性与他励直流电机 相同一样,也可用下式 表示 n?KUEΦ 2 ?KEK RaTΦ2T 机械特性曲线如图所示。 O 由机械特性可知: T 直流伺服电动机的 n=f(T)曲线) 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。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 应用: 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。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.2 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。 9.2.1 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。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.2.1 交流测速发电机 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 ??1 ? 定子 ? I?1 + U? 1 励磁 绕组 Φ1 – ? 输出 绕组 励磁绕组 转子 + U? 2 – 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 工作时,测速发电机的励磁绕组接交流电 源U1,由 U1 ? 4.44 f1N1?1 可知: ?1 ?U1 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: Ir?Er??1n 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: 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 U2 ??r 综合上述分析可知: ? U 2?1n? U 1n 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。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.2.1 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。 I1 I2 + + + U1 – E TG – Ra U2 – RL 他励式直流测速发电机接线图 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 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: E?KE?n 发电机的输出电压为: U 2? E ? R a I 2? K E ? n ? R a I 2 上式中代入: I 2 ? U2 RL 于是 U 2 ? K EΦ 1 ? Ra n RL 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 可见,当励磁电压U1保持恒定时( ?亦恒 定),若Ra、RL不变,则输出电压U2的大小与 电枢转速 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。 U2 RL2RL1 RL=? RL1 RL2 0 n 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 值得注意的是,由于直流电机中存在着电 枢反应现象,使得输出电压U2与转速n 有一定 的线性误差。 RL越小、n 越大,误差越大。因 此,在使用中应使RL和 n的大小符合直流测速 发电机的技术要求。 测速发电机的作用是将机械速度转变为电压 信号,在自动控制系统和计算装置中作为检测元 件、校正元件等。如在恒速控制系统中,测速发 电机将速度转换为电压信号作为反馈信号,达到 调节速度的作用。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.3 步进电动机 步进电机是利用电磁铁的作用原理,将脉冲 信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉 冲,步进电机转动一定角度,带动机械移动一小段 距离。 特点: (1) 来一个脉冲,转一个步距角。 (2) 控制脉冲频率,可控制电机转速。 (3) 改变脉冲顺序,可改变转动方向。 由于步进电动机的这一工作职能正好符合 数字控制系统要求,因此它在数控机床、钟表工 业及自动记录仪等方面都有很广泛的应用 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.3 步进电动机 种类:励磁式和反应式两种。 区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈, 依靠电磁转矩工作。反应式步进电机的转子上没有励 磁线圈。依靠变化的的磁阻生成磁阻转矩工作。反应 式步进电机的应用最广泛,它有两相、三相、多相之 分。这里主要讨论三相反应式步进电动机的结构和工 作原理。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 下面以反应式步进电机为例说明步进电机的 结构和工作原理。 三相反应式步进电动机的原理结构图如下: 转子 IA A IC C 定子内圆周 定子 均匀分布着六个 磁极,磁极上有 励磁绕组,每两 个相对的绕组组 IB 成一相。采用Y B 连接,转子有四 个齿。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 1.工作原理 由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合, 因此会在磁力线扭曲时产生切向力,而形成磁阻转 矩,使转子转动。 现以A B C A的通电顺序,使三相绕组 轮流通入直流IA电流,观察转子的运动情况。 IC C IB B 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 1.三相单三拍 动画 “三相”指三相步进电机;“单”指每次只能一相 绕组通电;“三拍”指通电三次完成一个通电循环。 A相绕组通电,B、C相 A B 1 C 42 C 3B A 不通电。气隙产生以A-A为轴线 的磁场,而磁力线总是力图从 磁阻最小的路径通过,故电动 机转子受到一个反应转矩,在 此转矩的作用下,转子必然转 到左图所示位置:1、3齿与A、 A′极对齐。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 A B C C B A A B C C B A 同理,B相通电时,转子会转过30?角,2、4 齿和B、B? 磁极轴线对齐;当C相通电时,转子 再转过30?角,1、3齿和C?、C磁极轴线对齐。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 这种工作方式下,三个绕组依次通电一次为 一个循环周期,一个循环周期包括三个工作脉冲, 所以称为三相单三拍工作方式。 按A?B ?C ?A ? ……的顺序给三相绕组 轮流通电,转子便一步一步转动起来。每一拍转 过30°(步距角),每个通电循环周期(3拍)磁场在 空间旋转了360°而转子转过90°(一个齿距角)。 2. 三相六拍 按A?AB ?B ?BC ?C ? CA的顺序给三相 绕组轮流通电。这种方式可以获得更精确的控制 特性。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 A B 1 C 42 C 3B A A B C C B A 动画 A相通电,转子1、 3齿与A、A 对齐。 A、B相同时通电, A、A 磁极拉住1、3齿, B、B 磁极拉住2、4齿,全自动的高速封边机好不好用 转子转过15?,到达左图 所示位置。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 A B C C B A A B C C B A B 相通电,转子2、 4齿与B、B? 对齐,又转 过15?。 B、C相同时通电, C 、C 磁极拉住1、3 齿,B、B 磁极拉住 2、4齿,转子再转过 15?。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下:A?AB ?B ?BC ?C ? CA,每个循 环周期分为六拍。每拍转子转过15?(步距角), 一个通电循环周期(6拍)转子转过90? (齿距角)。 与单三拍相比,六拍驱动方式的步进角更 小,更适用于需要精确定位的控制系统中。 3. 三相双三拍 按AB ?BC ?CA的顺序给三相绕组轮流通 电。每拍有两相绕组同时通电。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 A B C C B A A B C C B A A B C C B A AB通电 动画 BC通电 CA通电 与单三拍方式相似,双三拍驱动时每个通电循 环周期也分为三拍。每拍转子转过30? (步距角), 一个通电循环周期(3拍)转子转过90?(齿距角)。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式: ? ? 360 ? Zrm ? —步距角 Zr —转子齿数 m —每个通电循环周期的拍数 实用步进电机的步距角多为3?和1.5? 。为了 获得小步距角,电机的定子、转子都做成多齿的, 如教材图10.4.4所示。图中转子表面有40个齿,美的风机盘管参数 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 齿距角是9?;定子仍是 6个磁极,但每个磁极表 面加工有五个和转子一样的齿。 应用:步进电动机的应用非常广泛,如各种数控 机床、自动绘图仪、机器人等。 数控 装置 步进 电动机 电位器 步进电动机根据数控装置 发出的指令带动电位器的 动触电转动,使其偏离中 点产生电位差,经放大后 放大器 机械手 电液 伺服阀 液压缸 控制伺服阀的开口量,压力油经阀口进入油缸,使 机械手按照存储在数控装置中的指令动作。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 9.5 自动控制的基本概念 用某种装置代替人,按照人的意愿自动完 成一系列控制过程,称作自动控制。 从结构上看,自动控制系统分为开环控制 和闭环控制两类。 开环控制系统结构 控制 简单,全自动的高速封边机好不好用控制对象按照控 指令 输出 制指令工作,但不能根 控制对象 据输出结果自动调节, 仅用于对控制精度要求 不高的场合。美的风机盘管参数 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 给定 反 馈 误差 控制对象 反馈环节 输出 ? 闭环控制系统结构比较复杂。把输出信号的 一部分通过反馈环节引回到输入端,与给定信号 比较,得到误差信号,再送入控制对象去调节输 出结果。如此反复循环,直至误差为零。这种控 制是通过反馈来实现的,所以也叫做反馈控制系 统。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 闭环控制系统(反馈控制系统)的各个基 本环节如下图所示: 控制指令 给 定 Ug + 放 Ud 大 执 行 控 制 被调量 元 件 – 元 元 对 件 件 象 Uf 检测元件 系统中各部分的作用如下: 给定元件——把控制指令变成给定值。它 与被调量存在着一定的函数关系。改变给定值, 即可改变被调量。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 检测元件——把被调量检测出来,按一定的 函数关系反馈到输入端。 比较元件——把反馈信号Uf与给定信号Ug比 较以获取误差信号Ud。 放大元件——当误差信号太微弱时,需要用 放大元件把误差信号放大到足以推动执行元件的 程度。 执行元件——直接推动控制对象改变被调量。 控制对象——由执行元件推动的各种装置, 如各种机械负载、发电机、加热炉、闸门等,相 应的被调量就是转速、电压、温度、位移等。 总目录 章目录 返回 上一页 下一页

本文由郑州中厚机械设备有限公司发布于应用领域,转载请注明出处:美的风机盘管参数全自动的高速封边机好不好用

您可能还会对下面的文章感兴趣: