本帖最后由 123qwwq12 于 2013-11-26 14:30 编辑
1 控制电机的综述 一. 控制电机的概述 电机是利用电磁感应原理工作的机械，随着生产的发展而发展的，反过来，电机控制的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性好、精确度、快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。 在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械，由于电机控制具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电机控制，按照其特性可分为信号元件类和功能元件两类，通常称为信号电机（也称角位传感电机）和力能电机，电机控制包括自整角机、旋转变压器、伺服电机，测速发电机等。 二．控制电机的种类 1．旋转变压器 旋转变压器（resolver）是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由锭子和转子组成。旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数。 旋转变压器一般有两极绕组和四极绕组两种结构形式。按输出电压与转子转角间的函数关系，主要分三大类旋转变压器：正--余弦旋转变压器，线性旋转变压器，比例式旋转变压器。
2．自整角机 利用自整角特性将转角变为交流电压或由转角变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器。自整角机还可用以实现角度信号的远距离传输、变换、接收和指示。两台或多台电机通过电路的联系，使机械上互不相连的两根或多根转轴自动地保持相同的转角变化，或同步旋转。电机的这种性能称为自整步特性。自整角机按用途分为力矩式和控制式(变压器式)两种。力矩式用于同步指示系统，控制式用作测角元件，控制式自整角机控制式自整角发送机结构与力矩式自整角机相似，自整角机有零位和角度等方面的误差。 3．直流测速发动机 直流测速发电机本质上是一种微型直流发电机，按定子磁极的励磁方式分为电磁式和永磁式。直流测速发电机的工作原理与一般直流发电机相同，直流测速发电机的工作原理在恒定的磁场中，外部的机械转轴带动电枢以转速n旋转，电枢绕组切割磁场从而在电刷间产生电动势。 4．交流测速发电机 交流异步测速发电机的转子结构有笼型的，也有杯型的，在控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机，空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上相互差90°电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组，励磁绕组产生的磁通在转子绕组上感应电势，产生电流。 5．伺服电动机 伺服电动机的作用是把输入的电压控制信号转换成输出的角位移或角速度。在自动控制系统中，伺服电动机是已执机构的身份出现的，所以又称为执行电动机其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。伺服一词源于希腊语“奴隶”的意思，人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动，讯号来到之后，转子立即转动，当讯
3 号消失，转子能即时自行停转，由于它的“伺服”性能，因此而得名。 步进电机 一．步进电机的概述 步进电机转动使用的是脉冲信号，而脉冲是数字信号，这恰是计算机所擅长处理的数据类型。从20世纪80年代开始开发出了专用的IC驱动电路，今天，在打印机、磁盘器等的OA装置的位置控制中，步进电机都是不可缺少的组成部分之一。步进电机有如下优点：不需要反馈，控制简单，与微机的连接、速度控制及驱动电路的设计比较简单，没有角累积误差，停止时也可保持转距。没有转向器等机械部分，不需要保养，故造价较低，即使没有传感器，也能精确定位。 这种电机也有自身的缺点：难以获得较大的转矩，不宜用作高速转动，在体积重量方面没有优势，能源利用率低，超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声。 二．步进电机的工作原理及分类 步进电机的工作原理是：当电流信号经由四个触点输入时，引起电机线圈的磁场变化，从而引起转动轴的转动，而后再通过齿轮差速比装置带动针轴的旋转。步进电机可以作顺时针和逆时针两个方向运动，顺时针运动和逆时针运动，取决于电流信号的给定与变化，电机的正反转是由电平的高低来决定的。 步进电机的分类： ⑴．反应式步进电动机（VR），采用高导磁材料构成齿状转子和定子，其结构简单，生产成本低，步距角可以做的相当小，但动态性能相对较差。 ⑵．永磁式步进电动机（PM），转子采用多磁极的圆筒形的永磁铁，在其外侧配置齿状定子，用转子和定子之间的吸引和排斥力产生转动，转动步的角度一般是7.50它的出力大。 ⑶．混合步进电动机（HB），这是PM和VR的复合产品，其转子采用齿状的稀土永磁材料，定子则为齿状的突起结构，此类电机综合了反应式和永磁式两者的优点，步距角小出力大，动态性能好，是性能较好的一类步进电动机，在计算机相关的设备中多用此类电机。
网络来源：上海尔程自动化设备有限公司erchengauto.com
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