驱动和控制微电机ppt课件

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1、泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 驱动和控制微电机驱动和控制微电机单相异步电动机单相异步电动机伺服电机伺服电机测速发电机测速发电机自整角机自整角机旋转变压器旋转变压器步进电机步进电机泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 单相异步电动机一、概述一、概述 1、运用情况广泛运用于家用电器电风扇、电冰箱、洗衣机等、空调设备、电开工具、医疗器械及轻工设备中。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 2、优缺陷 优点：构造简单，本钱低廉，噪音小。优点：构造简单，本钱低廉，噪音小。缺陷：与同容量三相感应电动机相比较，体积较缺陷：与同容量三相感应电动机相比较，体

2、积较大，功率因数及过载才干都较低。大，功率因数及过载才干都较低。故单相感应电动机只能作成小容量：故单相感应电动机只能作成小容量：微型：几瓦微型：几瓦750瓦；瓦；小型：小型：550瓦瓦3700瓦。瓦。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 3、构造构造 与三相感应电动机类似，包括定子和转子两大部分。转子与三相感应电动机类似，包括定子和转子两大部分。转子构造都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌构造都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌有定子绕组。有定子绕组。单相感应电动机正常任务时，普通只需求单相绕组即可，单相感应电动机正常任务时，普通只需求单相绕组即可，

3、但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运转的电动机没有起动转矩。转的电动机没有起动转矩。为使电动机能自行起动和改善运转性能，除任务绕组又为使电动机能自行起动和改善运转性能，除任务绕组又称主绕组外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组又称副称主绕组外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组又称副绕组。两个绕组在空间相距绕组。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。或一定的电角度。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 二、根本任务原理二、根本任务原理1 1、单相绕组通入单相

4、交流电时的情况、单相绕组通入单相交流电时的情况 单相交流绕组通入单相交流电流将产生脉动磁势，一个脉单相交流绕组通入单相交流电流将产生脉动磁势，一个脉动磁势可以分解为两个大小相等、转速一样、转向相反的圆形动磁势可以分解为两个大小相等、转速一样、转向相反的圆形旋转磁势。分别用旋转磁势。分别用F+、F-表示，建立起正转和反转磁场表示，建立起正转和反转磁场+、-，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而构成正反向电磁转矩构成正反向电磁转矩Tem+、Tem-，叠加后即为推进转子转动，叠加后即为推进转子转动的合成转矩的合成转矩Tem。泸州

5、职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系单相绕组磁动势一、整距集中绕组的基波磁动势 设一台两极交流电机，气隙是均匀的，将正弦交流电流 通入一个整距绕组U1、U2，线圈在某个瞬间磁动势分布下：ci泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 矩形波脉振磁势的分解 按照富立叶级数分解的方法可以把矩形波分解为基波和一系列谐波；根据高等数学的实际，基波幅值为：高次谐波的幅值为：cccc1N9I.0NI224F4Fcmcmcc1N0.9I1F1Fcmcm xtcossin x 3tcossin-xtcossin)5cos3coscos

6、t,315312t vFFFxfxfxf)(xFcmvcmcmcmcmcmc泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 Fcx，t既是空间变量x的函数，又是时间变量t的函数；3、5、7次谐波的幅值分别为基波磁势分量的1/3、1/5、1/7，在总磁通中占有相当大的比重。这种谐波磁通势建立的磁场，将在定子、转子绕组中感应相应的谐波电势，恶化电机的运转性能，因此必需采用一定的措施来尽能够减少这种谐波电势，使各相绕组产生的磁通势在空间上成近似正弦分布。实践电机的定子绕组普通采用“分布和“短距这两种措施结 论泸州职业技术学院电子工程系泸州职

7、业技术学院电子工程系 单相脉动磁动势u 整距分布绕组的磁动势u 一组双层短距分布绕组的基波磁动势u 相绕组的磁动势1111)(9.0qccqcmqmkIqNkqFF1111111)2(9.0)2(9.0)9.0(22wccyqccqccyqmpmkIqNkkIqNkIqNkFFcpPwpmaIIIpNkF119.0泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 单相脉动磁动势的分解单相脉动磁动势的分解1111111122ppp+-ppf(x,t)F sincosxF sin(x)F sin(x)=f(x,t)+f(x,t)pttt即一个脉动磁动势可以分解成两个幅值大小相等的磁动势。即一个

8、脉动磁动势可以分解成两个幅值大小相等的磁动势。先分析)xtsin(F)t,x(fpp 1121取幅值点分析2 xt;x,t220 时时;x,t22 时时;x,t02 时时xt)(x,f1p22泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 可见(1)(1)单相绕组的基波磁动势为脉动单相绕组的基波磁动势为脉动,它可以分解为大小相等、它可以分解为大小相等、转速一样而转身相反的两个旋转磁场。转速一样而转身相反的两个旋转磁场。(2)(2)反之反之,满足上述性质的两个旋转磁动势的合成即为脉满足上述性质的两个旋转磁动势的合成即为脉动磁动势。动磁动势。3由于正方向或反方向的旋转磁动势在旋转过程中，大由

9、于正方向或反方向的旋转磁动势在旋转过程中，大小不变，两矢量顶点的轨迹为一圆形，所以这两个磁动势为小不变，两矢量顶点的轨迹为一圆形，所以这两个磁动势为圆形旋转磁动势。圆形旋转磁动势。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系设电动机转速为设电动机转速为n n，那么对正转磁场而言，那么对正转磁场而言，转差率转差率s+s+为为 SnnnS11对反转磁场而言，转差率对反转磁场而言，转差率s-s-为为 SnnnS21120,20SSSS时，当时，即当泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 单相异步电动机的T=f(s)泸州职业技术

10、学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系2当当s1时，时，T0，且，且T无固定方向，取决于无固定方向，取决于s的正负。一旦旋的正负。一旦旋转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外力转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外力方向旋转。方向旋转。三相感应电动机运转中断一相，电机仍能继续运转。三相感应电动机运转中断一相，电机仍能继续运转。3由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载才干低，由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载才干低，TF不不变，变，n下降下降S上升上升I2上升上升I1上升上升温升添加。温升添加。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系 单相异步电动机

11、的主要类型 根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极电动机极电动机一、分相起动电动机一、分相起动电动机 分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻起动电动机起动电动机1、电容起动电动机、电容起动电动机 特点：特点：起动绕组和电容按短时任务设计；起动绕组和电容按短时任务设计；电容起分相和提高功率因数的作用。电容起分相和提高功率因数的作用。由于起动绕组和电容按短时任务设计，因此，当由于起动绕组和电容按短时任务设计，因此，当n n达达757580%n180%n1时，离心开关自动翻开

12、。时，离心开关自动翻开。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系2、电容电动机、电容电动机 电容电动机本质是一台两相异步电动机，起动绕组和电容电容电动机本质是一台两相异步电动机，起动绕组和电容应按长期任务设计。应按长期任务设计。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系特点：起动绕组和电容器按长期任务设计；过载才干、功率因数和效率均较高；容量能做到五十瓦至几千瓦；运用比较广泛，如运用于压气机、空调等。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系3 3 电阻起动电

13、动机电阻起动电动机 在起动绕组中串联电阻来分相，即任务绕组电阻小，电抗大；起动绕组电阻大，电抗小。二、罩极电动机二、罩极电动机 1、构造特点：定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，任务绕组为集中绕组，套在定子磁极上，每个极靴外表1/31/4处开有一个小槽，放入罩极绕组短路环，如以下图：泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系2 2、任务原理、任务原理 在时间上滞后在时间上滞后 一个角度一个角度，而两个绕组在空间也相，而两个绕组在空间也相隔一个角度，产生旋转磁场，转向由未罩极部分转向罩极隔一个角度，产生旋转磁场，转向由未罩极部分转向罩极

14、部分。电机转向也由未罩极部分转向罩极部分。部分。电机转向也由未罩极部分转向罩极部分。3.1.3 3、改动转向的方法：、改动转向的方法：1 1 定子上绕制两套起动绕组；定子上绕制两套起动绕组；2 2 将定、转子反向安装。将定、转子反向安装。4 4、优缺陷：起动转矩小，构造简单，不需求电容器。、优缺陷：起动转矩小，构造简单，不需求电容器。5 5、运用、运用:用于小容量电动机中。如运用于小型风扇、电用于小容量电动机中。如运用于小型风扇、电动模型和电唱机中。动模型和电唱机中。泸州职业技术学院电子工程系泸州职业技术学院电子工程系小小 结结 1 1、单相异步电动机的构造特点、优缺陷及运、单相异步电动机的构造特点、优缺陷及运用情况，单相异步电动机广泛运用于家电、医用情况，单相异步电动机广泛运用于家电、医疗器械、轻工设备中；疗器械、轻工设备中；2 2、单相感应电动机的任务原理，为什么、单相感应电动机的任务原理，为什么没有起动转矩？没有起动转矩？3 3、单相感应电动机的的起动方法与类型、单相感应电动机的的起动方法与类型1 1分相起动电动机；分相起动电动机；2 2 罩极电动机。罩极电动机。