机电传动复习

工作原理：
(1)发电机：导体在磁场内作切割磁力线运动，导体中便感应出电动势。

（电磁感应）
电势方程式：
(2)电动机：通电导体在磁场中要受到电磁力（矩）
的作用。

因此只要电枢绕组里有电流（外电源提供或感应电流），在磁场中就会受到电磁力的作用。

转矩方程式：
电机在不同运行方式下，E 和T 的作用
直流发电机的电势是有益的；直流电动机的电势是反电势，他的方向总是与电源的电压方向相反。

1、固有机械特性：又称自然机械特性，是指在额定条件下的机械特性，对于他励电动机而言，就是在额定电压UN 和额定磁通ΦN 下，电枢电路不外接任何电阻时的机械特性。

2、人为机械特性：是改变电压 U 、磁通 Φ 或电枢电路外加电阻Rad 时的机械特性。

a
t I K T φ=n K E e φ=
1、两相交流伺服电动机的结构
定子：励磁绕组 WF，
控制绕组 WC
（相差90°电角度）
转子：鼠笼转子（细长），
杯形转子
2、基本工作原理
（1）启动:
当UC≠0，两相绕组产生旋转磁场。

该磁场与转子中的感应电流相互作用，使转子转动起来，转向与旋转磁场的方向相同。

把UC 的相位改变180°可改变伺服电动机的旋转方向。

当UC =0，电动机应立即停转，根据单相异步电动机的原理，电动机转子一旦转动以后，它将继续转动，即存在“自转”现象。

（2）消除自转现象的措施:
具有较大电阻，使电动机在失去控制信号，单相供电时的电磁转矩的方向总是与转子转向相反，是一个制动转矩。

由于制动转矩的存在．可使转子迅速停止转动，保证了不会存在“自转”现象。

3、直流伺服电动机与普通直流他励电动机在结构上的不同:
直流伺服电动机，通常用于功率稍大的系统中．其输出功率一般为1w—600w。

它的基本结构和工作原理与普通直流他励电动机相同，不同点只是它做得比较细长一些，以便满足快速响应的要求。

4、直线电动机：是一种能直接将电能转换为直线运动的伺服驱动元件。

1、晶闸管
(1)符号： (2)导通及截止：
晶闸管是由四层半导体材料叠成三个
PN 结，
并在对应的半导体材料上引出了三个电极。

这三个电极分别称为：
A —阳极，G —控制极，K —阴极。

(3)主要参数①断态重复峰值电压UDRM 、②反向重复峰值电压URRM 、③额定通态平均电流I T 和④维持电流I H 。

2、驱动电路的作用：
将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以开通或关断的信号。

（触发电路是供给晶闸管所需触发电压之用。

组成：同步电路、移相控制电路、脉冲形成电路、脉冲功率放大电路） 3、可控整流电路
单相半波整流电路最简单，但各项指标都较差，只适用于小功率和输出电压波形要求不高的场合。

三种单相半波电路及波形
1、如果控制极不加电压，晶闸管不会导通；
2、如果控制极加控制电压，同时阳极也加正向电压，晶闸管保持导通；
3、当阳极的正向电压小于一定程度或承受
负压，晶闸管截止。

整流电路：U d=0或U d>0 (交→直)
逆变电路：U d<0 (交→直)
（2）逆变和整流的区别：（控制角α不同）
0 < α < π/2 时，电路工作在整流状态
π/2 < α < π时，电路工作在逆变状态
（3）产生有源逆变的两个条件：
①有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压；
②晶闸管的控制角α>π/2，使U d为负值。

（4）整流与逆变的转换方法：
5、PWM（采样控制）
定义：PWM控制技术就是对脉冲的宽度进行调制的技术，它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。

原理：冲量等效原则：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同（冲量-窄脉冲的面积，效果基本相同-环节的输出响应波形基本相同）。

此为波形面积相等原则，也称为面积等效原理。

面积等效原则是PWM控制技术的重要理论基础。

1、调速方法：
（1）纯机械方法调速: 通过变速齿轮箱或几套变速皮带轮或其他变速机构来实现；
（2）纯电气方法调速: 通过改变电动机的机械持性实现，这时机械变速机构简单、只一套变速齿轮或皮带轮；
（3）电气与机械配合调速: 用电动机来得到多种转速，同时，又用机械变速机构的换档来进行变速。

2、生产机械对自动调速系统技术指标要求
（1）静态指标：
①调速范围；②静差度；③调速的平滑性，
（2）动态指标：
①最大超调量；②过渡过程时间 T；③振荡次数 N
原因：因为机电传动控制系统调速方案的选择,主要是根据生产机械对调速系统提出的调速指标来决定的.
3、单闭环直流调速系统：
单闭环直流调速系统常分为有静差调速系统和无静差调速系统：单纯由被调量负反馈组成的按比例控制的单闭环系统属于有静差的自动调节系统，简称有静差调速系统；按积分或比例积分控制的系统，则称无静差调速系统。

1、 工作原理
给某一相绕组通电时，转子齿偏离定子齿一个角度。

由于励磁磁通力图沿磁阻最小路径通过，因此对转子产生电磁吸力，迫使转子齿转动，当转子转到与定子齿对齐位置时，因转子只受径向力而无切向力，故转矩为零，转子被锁定在这个位置上。

由此可见：错齿是使步进电机旋转的根本原因。

2、 （1）步距角：
β＝360︒/ZKm
Z －转子齿数 ；m －定子绕组相数 ；K －通电系数 K =1 -单三拍、双三拍
2 - 单双六拍 （2）转速为：
3、通电方式:
(1)单相通电方式：指对每相绕组单独轮流通电，对于三相步进电动机： 正转：A －B －Ｃ－Ａ时，转子按顺时针方向一步一步转动。

反转：A －Ｃ－Ｂ－Ａ时，转子按逆时针方向一步一步转动
(2) 单、双拍通电方式： (3) 双拍通电方式： 正转：A-AB-B-BC-C-CA-A 正转：AB-BC-CA-AB 反转：A-CA-C-BC-B-AB-A 反转：AC-CA-BC-AC
4、每当输入一个电脉冲时,电动机转过的一个固定的角度,这个角度称之为步矩角.
一台步进电动机有两个步矩角,说明它通电方式不同。

3°/1.5°， 3°是单拍或双拍时的步矩角； 1.5°是单双拍时的步矩角. 单三拍:每次只有一相绕阻通电,而每个循环有三次通电
单双六拍:第一次通电有一相绕阻通电,然后下一次又两相通电,这样交替循环运行,而每次循环有六次通电 双三拍:每次又两相绕阻通电,每个循环有六次通电.
5、一台五相反应式步进电动机，采用五相十拍运行方式时，步距角为1.5o ，若脉冲电源的频率为3000Hz ，试问转速是多少？
• n=βf ×60/360 • =1.5×3000×60/360 • =750r/min • 转速是750r/min
f KmZ
f
KmZ f n 606022602==⨯=ππ
πβ。