交流伺服电动机介绍.pptx

;5.1 交流伺服电动机的概述;本章主要内容及要求：;要求： 掌握单向绕组的脉振磁场的性质和两相交流绕组产生的旋转磁场的性质。 掌握交流伺服电动机在圆形和椭圆形旋转磁场下运行情况的机械特性和控制特性。;5.1 概述;; ;5.2 交流伺服电动机的结构和工作原理;两相集中绕组分布示意图; 交流伺服电动机定子铁心和下好线的定子; 转子结构常用的有鼠笼形转子和非磁性杯形转子。;鼠笼形转子交流伺服电动机的转子由转轴、 转子铁心和转子绕组等组成。 转子铁心是由硅钢片叠成的， 每片冲成有齿有槽的形状， 然后叠压起来将轴压入轴孔内。 铁心的每一槽中放有一根导条， 所有导条两端用两个短路环连接， 这就构成转子绕组。 如果去掉铁心， 整个转子绕组形成一鼠笼状， “鼠笼转子”即由此得名。 鼠笼的材料有用铜的， 也有用铝的， 为了制造方便， 一般采用铸铝转子， 即把铁心叠压后放在模子内用铝浇铸， 把鼠笼导条与短路环铸成一体。;鼠笼形转子交流伺服电动机;非磁性杯形转子交流伺服电动机的结构如下图所示。 图中外定子与鼠笼形转子伺服电动机的定子完全一样， 内定子由环形钢片叠成， 通常内定子不放绕组， 只是代替鼠笼转子的铁心， 作为电机磁路的一部分。 在内、 外定子之间有细长的空心转子装在转轴上， 空心转子作成杯子形状， 所以又称为空心杯形转子。 空心杯由非磁性材料铝或铜制成，它的杯壁极薄，一般在0.3 mm左右。 杯形转子套在内定子铁心外， 并通过转轴可以在内、 外定子之间的气隙中自由转动， 而内、外定子是不动的。; 1—杯形转子； 2—外定子；  3—内定子； 4—机壳； 5—端盖 杯形转子伺服电动机 ;杯形转子与鼠笼转子从外表形状来看是不一样的 但实际上， 杯形转子可以看作是鼠笼条数目非常多的、条与条之间彼此紧靠在一起的鼠笼转子， 杯形转子的两端也可看作由短路环相连接， 这样，杯形转子只是鼠笼转子的一种特殊形式。从实质上看，二者没有什么差别，在电机中所起的作用也完全相同。 与鼠笼形转子相比较，非磁性杯形转子惯量小 轴承摩擦阻转矩小。由于它的转子没有齿和槽，所以定、转子间没有齿槽粘合现象，转矩不会随转子不同的位置而发生变化， 恒速旋转时，转子一般不会有抖动现象，运转平稳。 ;但是由于它内、 外定子间气隙较大(杯壁厚度加上杯壁两边的气隙)， 所以励磁电流就大， 降低了电机的利用率， 因而在相同的体积和重量下， 在一定的功率范围内， 杯形转子伺服电动机比鼠笼转子伺服电动机所产生的启动转矩和输出功率都小；另外， 杯形转子伺服电动机结构和制造工艺又比较复杂。 因此， 目前广泛应用的是鼠笼形转子伺服电动机， 只有在要求运转非常平稳的某些特殊场合下(如积分电路等)， 才采用非磁性杯形转子伺服电动机。 ;各种交流伺服电动机图片; 伺服电动机工作原理;鼠笼转子的转向;鼠笼转子(或者是非磁性杯形转子)之所以会转动起来，是由于在空间中有一个旋转磁场。 旋转磁场切割转子导条， 在转子导条中产生感应电势和电流， 转子导条中的电流再与旋转磁场相互作用就产生力和转矩， 转矩的方向和旋转磁场的转向相同， 于是转子就跟着旋转磁场沿同一方向转动。 这就是交流伺服电动机的简单工作原理。;5.3 两相交流绕组产生的旋转磁场;;;两相对称电流 ?;二、两相绕组的旋转磁场 为了分析方便，先假定励磁绕组有效匝数Wf与控制绕组有效匝数Wk相等。这种在空间上互差90°电角度，有效匝数又相等的两个绕组称为对称两相绕组。 同时， 又假定通入励磁绕组的电流与通入控制绕组的电流相位上彼此相差90°， 幅值彼此相等，这样的两个电流称为两相对称电流，用数学式表示为 ik=Ikmcosωt if=Ifmcos(ωt-90°) Ifm=Ikm=Im ; 两相绕组产生的圆形旋转磁场 (a) wt1=0; (b) wt2=90; (c) wt3=180; (d) wt4=270; ik=Ikmcosωt if=Ifmcos(ωt-90°)