特种电机及其控制课件第2章SRD

特种电机及其控制绪论课件
4、特种电机的种类很多，而且仍在不断创新和发展 之中。一般来说，新工艺、新材料的采用，必然带 来电机设计方法的改变和电机运行性能的变化；而 即使采用同样的工艺和材料，特殊的设计也必然导 致特殊的电机性能。
稀土永磁电机、超导电机从设计到运行都与普通 电机有很大的差别。而稀土永磁同步电机可以设计 为宽调速电机——解决恒功率弱磁运行速度范围窄 的难题；也可以设计为高效电机——我国开发的超 高效稀土永磁同步电机的效率，比美国预计2007年 推出的最高效电动机的效率高2~4个百分点，而且小 一个机座号。
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2）目前发展
❖ 日本在超声电机的研究和应用上都处于领先地位。 ❖ 美国、德国、法国、英国等都己经或正在投入大批的人力、
物力开发超声电机，努力追赶日本。特别是美国，仅 Pennysyvania州立大学在1994－1998年就投入1.5亿专门从 事压电材料和超声电机研究。德国GmbH公司的产品已用于奔 驰汽车自动窗门。 ❖ 我国超声电机研究是从二十世纪九十年代开始，其中清华大 学、哈尔滨工业大学、吉林工业大学、浙江大学、南京航空 航天大学先后开展了超声电机的研究，但尚未进入商业应用。 清华大学物理系超声电机项目研究组 http:/// 南京航天航空大学 超声电机研究中心
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0.2 特种电机的应用
(1) 信息处理领域：配套微电机全世界年需求量约15 亿台(套)，绝大部分是精密永磁无刷电动机、精密步 进电动机。
(2) 交通运输领域:在高级汽车中，为了控制燃料和 改善乘车感觉以及显示有关装置状态的需要，要使 用40~50台电动机，而未来豪华轿车上的电机可多达 80台。汽车电器配套电机主要为永磁直流电机、无 刷直流电机等。电动车辆驱动用电机主要是无刷直 流电动机、开关磁阻电动机、永磁同步电动机等等， 这类电机的发展趋势是高效率、高出力、智能化。 在机车驱动、轮船推进中也取得了广泛应用，如直 线电机用于磁悬浮列车、地铁的驱动。

异步电动机
旋转机械
第一部分 电磁调速异步电动机
二、电磁转差离合器的工作原理
1、当作为原动机的三相异步电动机和电枢转动时，如果没有向 磁极的励磁绕组通电，磁极与输出轴是不会转动的。 2、当经过滑环向磁极励磁绕组通入直流励磁电流后，磁极即有 磁性，磁通形成一个闭合回路，电枢切割磁通而产生感应电动势， 并形成涡流。 3、涡流又与磁通作用产生转矩，在该转矩的作用下，磁极就跟 随电枢转动。 可以看出，两者的旋 转方向是一致的，磁 极通过输出轴拖动负 载转动。
异步电动机旋转机械第一部分电磁调速异步电动机参照异步电动机的工作原理可知磁极的转速必定小于电枢的转速否则当电枢和磁极之间没有相对转速差时电枢中就不会有涡流产生也就没有转矩去带动磁极旋转因转差离合器异步电动机旋转机械第一部分电磁调速异步电动机转差离合器的主要缺点是它的机械特性曲线较软故输出的转速随负载的变化而变化较大特别是在低转速输出时其特性更软这种特性往往满足不了不少生产机械要求有较为恒定的转速的目的

一、交流Байду номын сангаас服电动机
2、工作原理 原理与两相交流异步电机相同，定子上装有两个绕
组 — 励磁绕组和控制绕组。 励磁绕组 控制绕组
转子 励磁绕组和控制绕组在空间相隔90。
2、工作原理
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，因此便产生旋转磁场，在 旋转磁场的作用下，转子便转动 起来。
工作原理：与直流电动机相同。
二、直流伺服电动机
U 2 Iara n= CeΦ
U 放 U2 大 M 器
Ia
If U1
U1为励磁电压，U2为电枢电压。 由机械特性可知： (1)U1（即磁通）不变时，一定的负载下，U2,n。 (2)U2=0时，电机立即停转。

课程设计报告课题名称特种电机的结构、控制原理及应用目录摘要 (II)ABSTRACT........................................................................................................................................ I II 第1章绪论 . (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题意义及主要工作 (1)第2章步进电动机 (2)2.1步进电动机的分类、结构及特点 (2)2.1.1步进电动机的分类 (2)2.1.2步进电动机的结构及特点 (2)2.2步进电动机的工作原理、主要参数及特性 (4)2.2.1步进电动机的工作原理 (4)2.2.2主要参数及特性 (5)2.3步进电动机的应用 (6)第3章三相交流伺服电动机 (7)3.1交流伺服电动机结构 (7)3.2交流伺服电动机工作原理 (7)3.2.1交流伺服电动机工作原理 (7)3.2.2交流伺服电动机有以下三种转速控制方式 (8)3.3三相交流伺服电动机的应用 (8)第4章总结 (9)参考文献 (10)谢辞 .................................................................................................................. 错误！未定义书签。

摘要随着自动化技术、计算机技术、电力电子技术的发展，特别是高性能永磁材料的问世，电动机制造技术水平得到了极大的提高，也为特种电动机的制造、控制和应用提出了更高的要求，提供了更广阔的发展空间。

本旨在通过对特种电动机的构造、调速控制原理及应用的介绍，达到快速学习特种电动机控制技术及应用的目的。

本次课题设计着重介绍步进电动机、伺服电动机的的结构、控制原理及应用。

关键词：特种电机、步进电动机、伺服电动机ABSTRACTAlong with the automation technology, computer technology, the development of power electronic technology, especially the high performance permanent magnetic materials available, motor manufacturing technology level has been greatly improved, but also for the special motor manufacturing, control and application put forward higher request, provided more vast development space.This aims to construct special motor, speed control principle and application, achieve rapid learning special motor control technology and application for the purpose of. This design introduced the stepper motor, servo motor structure, control principle and application.Keywords:special motor, stepper motor, servo motor第1章绪论1.1 课题背景当今世界，各种先进的科学技术飞速发展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。

停止过程：按下停止按钮SB2，接触器KM线圈断 电，与SBl并联的KM的辅助常开触点断开，以保 证松开按钮SB2后KM线圈持续失电，串联在电动 机回路中的KM的主触点持续断开，电动机停转。
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与SBl并联的KM的辅助常开触点的这种作用称 为自锁。
图示控制电路还可实现短路保护、过载保护和 零压保护。
起短路保护的是串接在主电路中的熔断器FU。 一旦电路发生短路故障，熔体立即熔断，电动机立 即停转。
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起过载保护的是热继电器FR。当过载时，热继 电器的发热元件发热，将其常闭触点断开，使接触 器KM线圈断电，串联在电动机回路中的KM的主触 点断开，电动机停转。同时KM辅助触点也断开，解 除自锁。故障排除后若要重新起动，需按下FR的复 位按钮，使FR的常闭触点复位（闭合）即可。
4. 旋转磁场的转速n0 (转/每分）
n1
60 f1 p
电源频率 电动机的磁极对数
p
1
2
3
4
n (转/每分) 3000
1500
1000
750
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三相异步电动机的运转原理
感应电 动势 (电流)
转子 f
N
磁场转
速n1
定子
U1 磁场转速n1
V2
+
•
•
n
•
W2
•
f
转子
+
转子
转速n
+
W1
++
+
螺旋式熔断器
熔断器底座
圆筒形熔断器
高压熔断器
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4.1.4 交流接触器