微特电机ppt课件(绪论)

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1、微特电机与系统课件微特电机与系统课件张张 建建 华华微特微特电电机与系机与系统课统课件件张张建建华华微特电机微特电机smallandspecialelectricmachinery体积小：机座外径毫米至几十毫米之间。体积小：机座外径毫米至几十毫米之间。容量小：输出功率一般在几十毫瓦至几百容量小：输出功率一般在几十毫瓦至几百瓦之间，目前的功率已达数十千瓦。瓦之间，目前的功率已达数十千瓦。用途、性能及环境条件要求特殊的电机。用途、性能及环境条件要求特殊的电机。全称全称微型特种电机，简称微电机微型特种电机，简称微电机。常用于。常用于控制系统控制系统中，实现机电中，实现机电信号信号或能量的或能量的检测

2、、检测、解算、放大、执行或转换解算、放大、执行或转换等功能，或用于等功能，或用于传动机械负载，也可作为设备的交、直流传动机械负载，也可作为设备的交、直流电源。电源。微特微特电电机机smallandspecialelectri已经成为现代工业自动化系统、现代已经成为现代工业自动化系统、现代军事装备和其它科技领域中不可缺少的重军事装备和其它科技领域中不可缺少的重要元件，它的应用范围十分广泛。要元件，它的应用范围十分广泛。用途用途用于控制系统中，实现机电信号或能量用于控制系统中，实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能；的检测、解算、放大、执行或转换等功能；用于传动机械负载；用于传动机

3、械负载；作为设备的交、直流电源。已已经经成成为现为现代工代工业业自自动动化系化系统统、现现代代军军事装事装备备和其它和其它研究对象：研究对象：微特电机作为一种执行元件，种类很多，本课程以控制系统中常用的控制电机为主要研究对象，包括伺服电动机、测速发电机、自整角机、旋转变压器和步进电动机等。研究研究对对象：象：绪绪论论一、控制电机的基本用途和分类一、控制电机的基本用途和分类二、对控制电机的基本要求二、对控制电机的基本要求三、控制电机的主要特点三、控制电机的主要特点四、控制电机的发展概况四、控制电机的发展概况绪绪论论一、控制一、控制电电机的基本用途和分机的基本用途和分类类一、控制电机的基本用途和分

4、类一、控制电机的基本用途和分类用途：用途：在自动控制系统和计算装置中分别作为执行在自动控制系统和计算装置中分别作为执行元元件、检测元件和解算元件。件、检测元件和解算元件。区别：区别：普通旋转电机普通旋转电机着重于对着重于对起动和运行起动和运行状态力能指状态力能指标的要求；标的要求；而而控制电机控制电机则着重于特性的则着重于特性的高精度高精度和和快速响应快速响应。一、控制一、控制电电机的基本用途和分机的基本用途和分类类用途：在自用途：在自动动控制系控制系统统和和计计算装置中算装置中传感器传感器传感器传感器转换元件转换元件转换元件转换元件放大元件放大元件放大元件放大元件执行元件执行元件执行元件执行

5、元件控制对象控制对象控制对象控制对象校正元件校正元件校正元件校正元件随动系统框图随动系统框图应用：应用：在雷达天线控制系统中由自整角机和伺服结构在雷达天线控制系统中由自整角机和伺服结构所组成的随动系统。所组成的随动系统。传传感器感器转换转换元件放大元件元件放大元件执执行元件控制行元件控制对对象校正元件随象校正元件随动动系系统统框框图应图应图图0-1 0-1 雷达扫描示意图雷达扫描示意图图图0-1雷达雷达扫扫描示意描示意图图图图0-2雷达天线和显示管的偏转线圈随动装置图雷达天线和显示管的偏转线圈随动装置图图图0-2雷达天雷达天线线和和显显示管的偏示管的偏转线转线圈随圈随动动装置装置图图分类：分类

6、：第一类作信号元件第一类作信号元件将将机械机械转速、转角和转角差等转速、转角和转角差等转换转换成成为为电压信号电压信号。如：如：旋转变压器、交直流测速发电机、旋转变压器、交直流测速发电机、自整角机、自整角机、感应同步器等。感应同步器等。第二类作功率元件第二类作功率元件将电信号转换成轴上的角速度、线速将电信号转换成轴上的角速度、线速度和角位移，并带动控制对象运动。因向度和角位移，并带动控制对象运动。因向控制对象控制对象输出机械功率输出机械功率。如：如：伺服电动机、步进电动机、伺服电动机、步进电动机、力矩电动机力矩电动机等。等。分分类类：第一：第一类类作信号元件作信号元件微特电机门类繁多，大体可分

7、为直流伺服电动机、交流伺服电动机、自整角直流伺服电动机、交流伺服电动机、自整角电机、步进电动机、旋转变压器电机、步进电动机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电动机、测速发测速发电机电机、感应同步器、直线电机、压电电动机、力矩电动机、电机机组、其他特种电机等13大类。微特微特电电机机门类门类繁多，大体可分繁多，大体可分为为直流伺服直流伺服电动电动机、交流伺服机、交流伺服电动电动机、机、控制微电机产品控制微控制微电电机机产产品品二、对控制电机的基本要求二、对控制电机的基本要求要求：要求：体积小体积小、重量轻重量轻、耗电少耗电少；高可靠性：高可靠性：控制电机的工作可靠性对保控制电机的工作可靠性对保

8、证自动控制系统的正常工作极为重要。证自动控制系统的正常工作极为重要。在宇宙航行系统、军事装备和一些现代在宇宙航行系统、军事装备和一些现代化生产系统中，对所用控制电机的可靠化生产系统中，对所用控制电机的可靠性总是提出第一位的要求。无刷电机的性总是提出第一位的要求。无刷电机的可靠性比有刷电机好。可靠性比有刷电机好。二、二、对对控制控制电电机的基本要求要求：体机的基本要求要求：体积积小、重量小、重量轻轻、耗、耗电电少；少；二、对控制电机的基本要求二、对控制电机的基本要求高精度：高精度：在军事设备、无线电导航、无线电在军事设备、无线电导航、无线电定位、位置指示、自动记录、远程控制、定位、位置指示、自动

9、记录、远程控制、机床加工、自动控制等系统中，对精度要机床加工、自动控制等系统中，对精度要求越来越高，因而相应的这些系统中所使求越来越高，因而相应的这些系统中所使用的控制电机在精度方面也提出了更高的用的控制电机在精度方面也提出了更高的要求，有时它们的精度对系统起着决定性要求，有时它们的精度对系统起着决定性的作用。的作用。二、二、对对控制控制电电机的基本要求高精度：在机的基本要求高精度：在军军事事设备设备、无、无线电导线电导航、无航、无线线二、对控制电机的基本要求二、对控制电机的基本要求快速响应：快速响应：由于自动控制系统中主令信号由于自动控制系统中主令信号变化很快，所以要求控制电机特别是功率变化

10、很快，所以要求控制电机特别是功率元件能对信号做出快速响应。元件能对信号做出快速响应。二、二、对对控制控制电电机的基本要求快速响机的基本要求快速响应应：由于自：由于自动动控制系控制系统统中主令信号中主令信号三、控制电机的主要特点三、控制电机的主要特点l设计特点设计特点：首先着眼于特性要求，其次才考虑首先着眼于特性要求，其次才考虑力能指标力能指标 ；设计时需采取相应的补偿措施。设计时需采取相应的补偿措施。l工艺特点工艺特点：保证定、转子的高同心度磁路的保证定、转子的高同心度磁路的对称和电路的平衡。对称和电路的平衡。l试验特点试验特点：除了有共同性的试验项目外，还各除了有共同性的试验项目外，还各有其

11、专门的试验项目。有其专门的试验项目。三、控制三、控制电电机的主要特点机的主要特点设计设计特点特点：首先着眼于特性要求，其次才：首先着眼于特性要求，其次才四、控制电机的发展概况四、控制电机的发展概况l控制电机制造业，国外从控制电机制造业，国外从20世纪世纪30年代开始，年代开始，我国在我国在60年代前后才开始全面发展起来；年代前后才开始全面发展起来；l我国是控制电机生产大国，但不是生产强国；我国是控制电机生产大国，但不是生产强国；l控制电机发展迅猛，近十几年来，年生产增控制电机发展迅猛，近十几年来，年生产增长率约为长率约为1020，超过了普通电机。，超过了普通电机。四、控制四、控制电电机的机的发

12、发展概况展概况控制控制电电机制造机制造业业，国外从，国外从20世世纪纪30年年控制电机的发展趋势控制电机的发展趋势l提高精度提高精度l提高可靠性和适应性提高可靠性和适应性 l小型化小型化 l发展特殊用途和特殊性能的控制电机发展特殊用途和特殊性能的控制电机 l新原理、新结构电机的研制新原理、新结构电机的研制超声波电机；静电电机；光热电机等超声波电机；静电电机；光热电机等控制控制电电机的机的发发展展趋势趋势压电电动机压电电动机piezoelectricmotor工作原理是利用压电体在电压作用下工作原理是利用压电体在电压作用下发生振动，驱动运动件旋转或作直线运动。发生振动，驱动运动件旋转或作直线运动

13、。压电电动机由运动件及振动件两部分组成，压电电动机由运动件及振动件两部分组成，无绕组、磁体及绝缘结构。功率密度比普无绕组、磁体及绝缘结构。功率密度比普通电动机高得多，但输出功率则受到限制。通电动机高得多，但输出功率则受到限制。压电电动压电电动机机piezoelectricmotor1981年，日本指田年生研制成超声波压年，日本指田年生研制成超声波压电电动机电电动机(简称超声波电动机简称超声波电动机)，克服了，克服了传统压电电动机转换效率低和变位微小传统压电电动机转换效率低和变位微小的缺陷，使压电电动机开始进入工业实的缺陷，使压电电动机开始进入工业实用阶段。超声波电动机既可用作精密驱用阶段。超声

14、波电动机既可用作精密驱动机构的驱动元件，也可在速度和位置动机构的驱动元件，也可在速度和位置伺服系统中作执行元件。伺服系统中作执行元件。1981年，日本指田年生研制成超声波年，日本指田年生研制成超声波压电电动压电电动机机(简简称超声波称超声波电电如何学习如何学习“控制电机控制电机”这门课程这门课程学习和掌握主要控制电机的学习和掌握主要控制电机的基本原理基本原理、分析方法分析方法、基本性能基本性能和使用方法。和使用方法。将各种电机联系起来，在分析与掌握将各种电机联系起来，在分析与掌握一些共同规律的同时，注意每种电机所一些共同规律的同时，注意每种电机所具有的具有的特殊性特殊性。对于电气工程及其自动化

15、、自动化等对于电气工程及其自动化、自动化等专业的学生来说，主要任务是正确专业的学生来说，主要任务是正确使用使用控制电机控制电机，重点在于学习控制电机的特，重点在于学习控制电机的特性和使用方法。性和使用方法。如何学如何学习习“控制控制电电机机”这门课这门课程程l交、直流电机的工作原理交、直流电机的工作原理l交、直流电机的区别交、直流电机的区别l同步电机的工作原理同步电机的工作原理l同步电机与异步电机的区别同步电机与异步电机的区别l变压器的工作原理变压器的工作原理l变压器与感应电动机的异同变压器与感应电动机的异同复习电机有关知识复习电机有关知识交、直流交、直流电电机的工作原理复机的工作原理复习电习电机有关知机有关知识识