第六章 控制電機(jī)

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1、第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī) 伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其 伺服電動(dòng)機(jī)可控性好，反應(yīng)迅速。是自動(dòng)控伺服電動(dòng)機(jī)可控性好，反應(yīng)迅速。是自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。第六章 控制電機(jī) 兩相交流異步電機(jī)。它的定子上裝有空間互差兩相交流異步電機(jī)。它的定子上裝有空間互差9090 的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組。的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組。勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組控制繞組控制繞組內(nèi)定子內(nèi)定子外定子外定子第六章 控制電機(jī)12345交流杯形伺服電動(dòng)機(jī)交流杯形伺服電動(dòng)機(jī)1 1 勵(lì)磁繞組；勵(lì)磁繞組；2

2、 2 控制繞組；控制繞組；3 3 內(nèi)定子；內(nèi)定子；4 4 處定子；處定子；5 5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子；第六章 控制電機(jī) 勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容C,是是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。放放大大器器檢檢測測元元件件2U2I+U+控制繞組控制繞組勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組UCU1I1U+1UCU1I1U適當(dāng)選擇電容的大小，可使適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個(gè)繞組的電流相位差通入兩個(gè)繞組的電流相位差接近接近90,第六章 控制電機(jī)1I2I2UU放放大大器器檢檢測測元元件件2U2I+U+控制繞組控制繞組第六章 控制電機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)的交流伺服電動(dòng)機(jī)的T=f(s)T=f(s)曲線（曲線（U U2 2=0=0

3、時(shí)）時(shí)）sT210sTTT021反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)第六章 控制電機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：交流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：（1）U2=0=0 時(shí)，轉(zhuǎn)子停止。時(shí)，轉(zhuǎn)子停止。這時(shí)，雖然這時(shí)，雖然U2=0V，U1仍存在，似乎成單相運(yùn)行仍存在，似乎成單相運(yùn)行狀態(tài)，但和單相異步機(jī)不同。狀態(tài)，但和單相異步機(jī)不同。若單相電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后，若單相電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后，出現(xiàn)單相后仍轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)不同，單相電壓時(shí)設(shè)備不出現(xiàn)單相后仍轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)不同，單相電壓時(shí)設(shè)備不能轉(zhuǎn)。能轉(zhuǎn)。原因：原因：交流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī) R2設(shè)計(jì)得較大。所以在設(shè)計(jì)得較大。所以在U2=0時(shí)，交流伺服電機(jī)的時(shí)，交流伺服電機(jī)的T=f(s)曲線如下頁圖：曲線如下頁圖：第

4、六章 控制電機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)的交流伺服電動(dòng)機(jī)的T=f(s)T=f(s)曲線（曲線（U U2 2=0=0時(shí)）時(shí)）sT210sTTT021反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn) 當(dāng)當(dāng)U2=0V時(shí)，脈動(dòng)磁場分成的正反向旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生時(shí)，脈動(dòng)磁場分成的正反向旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距的轉(zhuǎn)距T、T 的合成轉(zhuǎn)矩的合成轉(zhuǎn)矩 T 與單相異步機(jī)不同。合成與單相異步機(jī)不同。合成轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，所以電機(jī)在轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，所以電機(jī)在U2=0V時(shí)，能時(shí)，能立即停止，體現(xiàn)了控制信號(hào)的作用立即停止，體現(xiàn)了控制信號(hào)的作用(有控制電壓時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，有控制電壓時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，無控制電壓時(shí)不轉(zhuǎn)無控制電壓時(shí)不轉(zhuǎn))，以免失控。，以免失控。第六章 控制電機(jī)（2）

5、交流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī) R2設(shè)計(jì)得較大，使設(shè)計(jì)得較大，使Sm1，Tst大，大，啟動(dòng)迅速，穩(wěn)定運(yùn)行范圍大。啟動(dòng)迅速，穩(wěn)定運(yùn)行范圍大。（3 3）控制電壓）控制電壓 U2 大小變化時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化，大小變化時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化，轉(zhuǎn)速與電壓轉(zhuǎn)速與電壓 U2 成正比。成正比。U2 的極性改變時(shí)，轉(zhuǎn)子的極性改變時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向改變。的轉(zhuǎn)向改變。交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為0.1-100 W，電，電源頻率分源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應(yīng)用很廣泛，等多種。它的應(yīng)用很廣泛，如用在自動(dòng)控制、溫度自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。如用在自動(dòng)控制、溫度自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。應(yīng)用應(yīng)用第六章 控制

6、電機(jī)0.8 U20.6 U2on第六章 控制電機(jī) 交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為0.1-100 W，電電源頻率分源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應(yīng)用很廣泛，如等多種。它的應(yīng)用很廣泛，如用用在各種自動(dòng)控制、自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。在各種自動(dòng)控制、自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。第六章 控制電機(jī)U1為勵(lì)磁電壓，為勵(lì)磁電壓，U2為電樞電壓為電樞電壓MU1I1I2U2U+直流伺服電動(dòng)機(jī)的接線圖直流伺服電動(dòng)機(jī)的接線圖第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī)2）控制方法）控制方法 直流伺服電機(jī)的機(jī)械特直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性與他勵(lì)直流電機(jī)相同一樣性與他勵(lì)直流電機(jī)相同一樣.TKKRKUnTEE2a2 直

7、流伺服電動(dòng)機(jī)的直流伺服電動(dòng)機(jī)的n=f(T)曲線曲線(U1=常數(shù)常數(shù))U20.8U20.6U20.4U2nTO第六章 控制電機(jī) 直流伺服電機(jī)的特性較交流伺服電機(jī)硬。通常直流伺服電機(jī)的特性較交流伺服電機(jī)硬。通常應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置控應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置控制等。制等。直流伺服電機(jī)輸出功率一般為直流伺服電機(jī)輸出功率一般為1-600W。第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī) 測速發(fā)電機(jī)是一種測速發(fā)電機(jī)是一種轉(zhuǎn)速測量傳感器轉(zhuǎn)速測量傳感器。用來測量旋。用來測量旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速，向控制電路提供與轉(zhuǎn)速大小成正比的轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速，向控制電路提供與轉(zhuǎn)速大小成正比的信號(hào)電壓。測速發(fā)電

8、機(jī)分為交流和直流兩種類型。信號(hào)電壓。測速發(fā)電機(jī)分為交流和直流兩種類型。交流測速發(fā)電機(jī)又分為同步式和異步式兩種，這交流測速發(fā)電機(jī)又分為同步式和異步式兩種，這里只分析異步式交流測速發(fā)電機(jī)的工作原理。里只分析異步式交流測速發(fā)電機(jī)的工作原理。由于 恒定，故 與被測轉(zhuǎn)速 成正比nKEeEn第六章 控制電機(jī) 1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組輸出繞組輸出繞組 異步式交流測速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子交流伺異步式交流測速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電機(jī)相似，它的定子上有服電機(jī)相似，它的定子上有兩個(gè)繞組兩個(gè)繞組，一個(gè)是勵(lì)磁繞一個(gè)是勵(lì)磁繞組，一個(gè)是輸出繞組。組，一個(gè)是輸出繞組。輸出輸出繞組繞組2U+勵(lì)磁勵(lì)磁繞組繞

9、組1U1I1+第六章 控制電機(jī) 工作時(shí)，測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組接交流電工作時(shí)，測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組接交流電源源U U1 1，由，由 U U1 1 4.44 4.44 f1 1N N1 1 1 1 可知：可知：11U 當(dāng)被測轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)當(dāng)被測轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子切割子切割 1 1產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢E ET T和轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電流I IT T有有：nEI1TT 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流 IT也產(chǎn)生磁通也產(chǎn)生磁通 T，T 在輸出繞組在輸出繞組中感應(yīng)出電壓中感應(yīng)出電壓U2 ：T2U第六章 控制電機(jī) 綜合上述分析可知：綜合上述分析可知：nUnU112 當(dāng)當(dāng) U U1 1

10、 恒定不變時(shí)，恒定不變時(shí)，U U2 2 與與 n 成正比，這樣，成正比，這樣，發(fā)電機(jī)就把被測裝置的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電壓發(fā)電機(jī)就把被測裝置的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電壓信號(hào)，輸出給控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，輸出信號(hào)，輸出給控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，輸出電壓電壓 的相位改變的相位改變1800。由于鐵心線圈電感的非線性影響，交流測由于鐵心線圈電感的非線性影響，交流測速發(fā)電機(jī)的輸出速發(fā)電機(jī)的輸出電壓電壓 U U2 2與與n 間存在著一定的非間存在著一定的非線性誤差，使用時(shí)要注意加以修正。線性誤差，使用時(shí)要注意加以修正。2U第六章 控制電機(jī)主要包括幅值及相位誤差和剩余電壓誤差主要包括幅值及相位誤差和剩余電壓誤差1、

11、幅值及相位誤差幅值及相位誤差 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：勵(lì)磁繞組存在漏電感。勵(lì)磁繞組存在漏電感。減小該誤差的方法：減小該誤差的方法：增大轉(zhuǎn)子電阻增大轉(zhuǎn)子電阻（采用杯形）。（采用杯形）。第六章 控制電機(jī)2 2、剩余電壓誤差、剩余電壓誤差 產(chǎn)生原因：由于加工、裝配過程中存在機(jī)械上產(chǎn)生原因：由于加工、裝配過程中存在機(jī)械上 的不對(duì)稱及定子磁性材料性能的不一致性，使得測的不對(duì)稱及定子磁性材料性能的不一致性，使得測速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，實(shí)際輸出電壓并不為零，此速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，實(shí)際輸出電壓并不為零，此時(shí)的電壓稱為剩余電壓，剩余電壓引起的誤差稱為時(shí)的電壓稱為剩余電壓，剩余電壓引起的誤差稱為剩余電壓誤差。剩余電壓誤

12、差。減小剩余電壓誤差的方法：選擇高質(zhì)量的各方減小剩余電壓誤差的方法：選擇高質(zhì)量的各方向特性一致的磁性材料，在機(jī)加工和裝配過程中提向特性一致的磁性材料，在機(jī)加工和裝配過程中提高機(jī)械精度以及裝配補(bǔ)償繞組。高機(jī)械精度以及裝配補(bǔ)償繞組。第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī)自整角機(jī)被廣泛用于角度的傳輸、變換、和指示。自整角機(jī)被廣泛用于角度的傳輸、變換、和指示。6.3 自整角機(jī)自整角機(jī) 第六章 控制電機(jī)自整角機(jī)的結(jié)構(gòu)自整角機(jī)的結(jié)構(gòu)456123Z1Z2D1D2D3D4D5D61.1.三相整步繞組；三相整步繞組；2.2.定子鐵心；定子鐵心；3.3.轉(zhuǎn)子鐵心；轉(zhuǎn)子鐵心；4 4轉(zhuǎn)子勵(lì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組；磁繞組；5 5 轉(zhuǎn)軸

13、；轉(zhuǎn)軸；6 6 滑環(huán)滑環(huán)第六章 控制電機(jī)接交流電源接交流電源三相整步繞組對(duì)應(yīng)相連三相整步繞組對(duì)應(yīng)相連發(fā)送機(jī)發(fā)送機(jī)接收機(jī)接收機(jī)作為輸出繞組作為輸出繞組 接線：接線：兩機(jī)三相整步繞組對(duì)應(yīng)相連，發(fā)送機(jī)勵(lì)磁兩機(jī)三相整步繞組對(duì)應(yīng)相連，發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組連接單相電源，接收機(jī)轉(zhuǎn)子繞組為輸出繞組。繞組連接單相電源，接收機(jī)轉(zhuǎn)子繞組為輸出繞組。第六章 控制電機(jī)1U2U102D1D3D4D6D1D2D3D4D5D5D6發(fā)送機(jī)接收機(jī)1I3I2I1SE2SE3SE第六章 控制電機(jī)發(fā)送機(jī)側(cè)發(fā)送機(jī)側(cè):cos1mm)120cos(02mm)240cos(03mm )240cos()120cos(cos03021EEEEEESSS

14、)240cos()120cos(cos03302211IZEIIZEIIZEISSSfNE44.4第六章 控制電機(jī))240cos()120cos(cos03021IIIIII)120cos()120cos()30cos()120cos()90cos(cos00300201KIEKIEKIErrr第六章 控制電機(jī)sin)sin(23max22UKIU輸出電壓的一般式：輸出電壓的一般式：KIU23max2當(dāng) 時(shí)，；當(dāng) 時(shí)，090max22UU 002U第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī) 接線：接線：將兩機(jī)的三相整步繞組對(duì)應(yīng)相互連接，兩將兩機(jī)的三相整步繞組對(duì)應(yīng)相互連接，兩機(jī)的勵(lì)磁繞組與同一個(gè)單相電源連

15、接。機(jī)的勵(lì)磁繞組與同一個(gè)單相電源連接。第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī) Uf 1aE1acbbcF11a12F12FfFfF22Ff12FfF2 當(dāng)發(fā)送機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角為當(dāng)發(fā)送機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角為 1，接收機(jī)轉(zhuǎn)子，接收機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角為轉(zhuǎn)角為 2，在上述假設(shè)條件下，在上述假設(shè)條件下，力矩式力矩式自整角機(jī)工作時(shí)電機(jī)內(nèi)磁勢情況可以看自整角機(jī)工作時(shí)電機(jī)內(nèi)磁勢情況可以看成發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組與接收機(jī)勵(lì)磁繞組分成發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組與接收機(jī)勵(lì)磁繞組分別單獨(dú)接電源時(shí)所產(chǎn)生的磁勢的線性疊別單獨(dú)接電源時(shí)所產(chǎn)生的磁勢的線性疊加。加。力矩式自整角機(jī)的轉(zhuǎn)矩是定子磁勢與轉(zhuǎn)子力矩式自整角機(jī)的轉(zhuǎn)矩是定子磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢相互作用而產(chǎn)生的。為分析自整角磁

16、勢相互作用而產(chǎn)生的。為分析自整角機(jī)的力矩，我們先來看看直軸、交軸磁機(jī)的力矩，我們先來看看直軸、交軸磁勢是如何產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的。勢是如何產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的。綜上所述，同軸磁勢不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，直軸磁勢與交綜上所述，同軸磁勢不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，直軸磁勢與交軸磁勢能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是使兩磁勢軸磁勢能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是使兩磁勢磁軸線靠攏。磁軸線靠攏。2）、）、力矩自整角機(jī)的力矩及方向：力矩自整角機(jī)的力矩及方向：在接收機(jī)中，在接收機(jī)中，F(xiàn)2與勵(lì)磁磁勢與勵(lì)磁磁勢Ff是同軸磁勢，故不會(huì)是同軸磁勢，故不會(huì)產(chǎn)生力矩，而產(chǎn)生力矩，而F1與與Ff軸線的夾角即失調(diào)角軸線的夾角即失調(diào)角=1-2，不同軸的磁勢則產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩：若把，不同軸的磁

17、勢則產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩：若把F2作直軸，作直軸，那么可把那么可把F1分為直軸分量分為直軸分量F1cos 交軸分量交軸分量F1sin，如圖所示。直軸分量與，如圖所示。直軸分量與Ff同軸不產(chǎn)生同軸不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，交軸分量轉(zhuǎn)矩，交軸分量F1sin 則與則與Ff產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，此轉(zhuǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，此轉(zhuǎn)矩稱為整步轉(zhuǎn)矩。若矩稱為整步轉(zhuǎn)矩。若=90 時(shí)產(chǎn)生的最大整步轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的最大整步轉(zhuǎn)矩為矩為Tm，那接收機(jī)所產(chǎn)生的整步轉(zhuǎn)矩可以表達(dá)，那接收機(jī)所產(chǎn)生的整步轉(zhuǎn)矩可以表達(dá)為為T=Tmsin 當(dāng)失調(diào)角越大，自整角接收機(jī)產(chǎn)生的整當(dāng)失調(diào)角越大，自整角接收機(jī)產(chǎn)生的整步轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)矩的方向是使步轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)矩的方向是使Ff和和F1靠靠攏，即轉(zhuǎn)子往失調(diào)

18、角減小的方向旋轉(zhuǎn)，攏，即轉(zhuǎn)子往失調(diào)角減小的方向旋轉(zhuǎn)，如為空載，最終會(huì)消除失調(diào)角如為空載，最終會(huì)消除失調(diào)角，此時(shí)，此時(shí)，兩個(gè)力矩式自整角機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角相等兩個(gè)力矩式自整角機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角相等 1=2，=1-2=0，隨動(dòng)系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位，隨動(dòng)系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置。但實(shí)際上，由于機(jī)械置。但實(shí)際上，由于機(jī)械摩擦等原因的摩擦等原因的影響，使空載時(shí)失調(diào)角并不為影響，使空載時(shí)失調(diào)角并不為0，而存在，而存在著一個(gè)較小的著一個(gè)較小的，誤差，誤差 叫做靜態(tài)誤差，叫做靜態(tài)誤差，即自整角發(fā)送機(jī)和接受機(jī)轉(zhuǎn)子停止不轉(zhuǎn)即自整角發(fā)送機(jī)和接受機(jī)轉(zhuǎn)子停止不轉(zhuǎn)時(shí)的失調(diào)角。時(shí)的失調(diào)角。第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī) (步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵的作

19、用原理，將脈沖步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機(jī)。信號(hào)轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機(jī)。種類種類：勵(lì)磁式勵(lì)磁式和和兩種。兩種。第六章 控制電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理。結(jié)構(gòu)和工作原理。如下：如下：ABCIAIBIC 定子內(nèi)圓周定子內(nèi)圓周均勻分布著六個(gè)均勻分布著六個(gè)磁極，磁極上有磁極，磁極上有勵(lì)磁繞組，每兩勵(lì)磁繞組，每兩個(gè)相對(duì)的繞組組個(gè)相對(duì)的繞組組成一相。轉(zhuǎn)子有成一相。轉(zhuǎn)子有四個(gè)齒。四個(gè)齒。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子第六章 控制電機(jī)CABBCA3412 A相繞組通電，相繞組通電，B、C相相不通電。由于在磁場作用下，不通電。由于在磁場作用下，轉(zhuǎn)子總是力圖旋轉(zhuǎn)到磁阻最轉(zhuǎn)子總是力圖旋轉(zhuǎn)到磁阻最

20、小的位置，故在這種情況下，小的位置，故在這種情況下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：1、3齒與齒與A、A極對(duì)齊。極對(duì)齊。第六章 控制電機(jī)CABBCA3412同理，同理，B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過30 角，角，2、4齒和齒和B、B 磁極軸線對(duì)齊；當(dāng)磁極軸線對(duì)齊；當(dāng)C相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過再轉(zhuǎn)過30 角，角，1、3齒和齒和C、C磁極軸線對(duì)齊。磁極軸線對(duì)齊。1C342CABBA第六章 控制電機(jī)這種工作方式下，三個(gè)繞組依次通電一次為這種工作方式下，三個(gè)繞組依次通電一次為一個(gè)一個(gè)循環(huán)周期循環(huán)周期，一個(gè)循環(huán)周期包括三個(gè)工作脈沖，一個(gè)循環(huán)周期包括三個(gè)工作脈沖，

21、所以稱為三相所以稱為三相單三拍單三拍工作方式。工作方式。按按AB C A 的順序給三相繞組的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)起來。每一拍轉(zhuǎn)輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)起來。每一拍轉(zhuǎn)過過30(步距角步距角)，每個(gè)通電循環(huán)周期，每個(gè)通電循環(huán)周期(3拍拍)轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過90(一個(gè)齒距角一個(gè)齒距角)。按按AAB B BC C CA的順序給三相繞的順序給三相繞組輪流通電。組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。這種方式可以獲得更精確的控制特性。第六章 控制電機(jī)CABBCA3412CABBCA3412 A相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1 1、3 3齒與齒與A、A 對(duì)齊。對(duì)齊。A、B相同時(shí)通電，相同時(shí)通

22、電，A、A 磁極拉住磁極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過過15，到達(dá)左圖到達(dá)左圖所示位置。所示位置。第六章 控制電機(jī)CABBCA3412 B B 相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子2、4齒與齒與B、B 對(duì)齊對(duì)齊,又轉(zhuǎn)又轉(zhuǎn)過過15。3412CABBCA B、C相同時(shí)通電，相同時(shí)通電，C、C 磁極拉住磁極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過過15。第六章 控制電機(jī) 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)通電循環(huán)周三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)通電循環(huán)周期如下：期如下：AAB B BC C CA，每個(gè)循每個(gè)循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過環(huán)周期分為六拍

23、。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15（步距角），（步距角），一一個(gè)通電循環(huán)周期個(gè)通電循環(huán)周期(6拍拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90 (齒距角齒距角)。與單三拍相比，六拍驅(qū)動(dòng)方式的步進(jìn)角更與單三拍相比，六拍驅(qū)動(dòng)方式的步進(jìn)角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。按按AB BC CA的順序給三相繞組輪流通的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時(shí)通電電。每拍有兩相繞組同時(shí)通電。第六章 控制電機(jī)AB通電通電CABBCA3412BC通電通電3412CABBCACA通電通電CABBCA3412 與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動(dòng)時(shí)每個(gè)通電與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動(dòng)時(shí)每個(gè)通電循循環(huán)周期也分為三拍

24、。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30 (步距角步距角)，一一個(gè)通電循環(huán)周期個(gè)通電循環(huán)周期(3拍拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角齒距角)。第六章 控制電機(jī) 從以上對(duì)步進(jìn)電機(jī)三種驅(qū)動(dòng)方式的分析可從以上對(duì)步進(jìn)電機(jī)三種驅(qū)動(dòng)方式的分析可得步距角計(jì)算公式：得步距角計(jì)算公式：mZr360 步距角步距角Zr 轉(zhuǎn)子齒數(shù)轉(zhuǎn)子齒數(shù)m 每個(gè)通電循環(huán)周期的拍數(shù)每個(gè)通電循環(huán)周期的拍數(shù) 實(shí)用步進(jìn)電機(jī)的步距角多為實(shí)用步進(jìn)電機(jī)的步距角多為3 和和1.5 。為了。為了獲得小步距角，電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子都做成多齒的，獲得小步距角，電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子都做成多齒的，如教材圖如教材圖10.4.4所示。圖中轉(zhuǎn)子表面有所示。圖中轉(zhuǎn)子表

25、面有4040個(gè)齒，個(gè)齒，第六章 控制電機(jī)齒距角是齒距角是9 9；定子仍是；定子仍是 6 6個(gè)磁極，但每個(gè)磁極表個(gè)磁極，但每個(gè)磁極表面加工有五個(gè)和轉(zhuǎn)子一樣的齒。面加工有五個(gè)和轉(zhuǎn)子一樣的齒。應(yīng)用：應(yīng)用：第六章 控制電機(jī)第六章 控制電機(jī)步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是用脈沖信號(hào)控制的，一周的步數(shù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是用脈沖信號(hào)控制的，一周的步數(shù)是固定的，只要不丟步，角位移誤差不存在長是固定的，只要不丟步，角位移誤差不存在長期積累的情況，主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，精期積累的情況，主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，精度高，運(yùn)行可靠。如采用位置檢測和速度反饋，度高，運(yùn)行可靠。如采用位置檢測和速度反饋，亦可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。亦可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，如數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、如數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、自動(dòng)記錄儀、鐘表等之中，另外在工業(yè)自動(dòng)化自動(dòng)記錄儀、鐘表等之中，另外在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)生產(chǎn)線、印刷設(shè)備等中亦有應(yīng)用。線、印刷設(shè)備等中亦有應(yīng)用。第六章 控制電機(jī)