用于伺服控制的交流电动机主要有同步型交流电动机和异步型交流电动机。采用同步型交流电动机的伺服系统,多用于机床进给传动控制、工业机带入关节传动和其它需要运动和位置控制的场合。异步型交流电动机的伺服系统,多用于机床主轴转速和其它调速系统。
1、异步型交流电动机 本文来自www.eadianqi.com
三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度,三相交流电源的相与相之间的电压在相位上也是相差120度的,当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会产生一个旋转磁场。旋转磁场的转速为: 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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式中:——定子供电频率 本文来自www.eadianqi.com
P——定子线圈的磁极对数 本文来自www.eadianqi.com
——定子转速磁场的同步转速 本文来自www.eadianqi.com 定子绕组产生旋转磁场后,转子导条(鼠笼条)将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流,转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力,电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向旋转。一般情况下,电动机的实际转速n低于旋转磁场的转速n1。如果假设n=,则转子导条与旋转磁场就没有相对运动,就不会切割磁力线,也就不会产生电磁转矩,所以转子的转速必然小于n。为此我们称三相电动机为异步电动机。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 旋转磁场的旋转方向与绕组中电流的相序有关。假设三相绕组A、B、C中的电流相序按顺时针流动,则磁场按顺时针方向旋转,若把三根电源线中的任意两根对调,则磁场按逆时针方向旋转。利用这一特性我们可很方便地改变三相电动机的旋转方向。 本文来自www.eadianqi.com 综上所述,异步电动机的转速方程为 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 (2) 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 式中n——电动机转速;s——转差率。 本文来自www.eadianqi.com
根据此式我们知道,交流电动机的转速与磁极数和供电电源的频率有关。我们把改变异步电动机的供电频率实现实现调速的方法称为变频调速;而改变磁极对数P进行调速的方法叫变极调速。变频调速一般是无级调速,变极调速是有级调速。当然,改变转差率S也可以实现无级调速,但该办法会降低交流电动机的机械特性,一般不使用。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 2、同步型交流电动机 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
同步电动机的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的,所以称为同步电动机。同步电动机的定子绕组与异步电动机相同,它的转子做成显极式的,安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的,接成具有交替相反的极性,并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励,在大多数同步电动机中,直流发电机是装在电动机轴上的,用以供应转子磁极线圈的励磁电流。 本文来自www.eadianqi.com 由于这种同步电动机不能自动启动,所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围,结构与异步电动机相似。 本文来自www.eadianqi.com 当在定子绕组通上三相交流电源时,电动机内就产生了一个旋转磁场,鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流,从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后,其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速,此时转子磁场线圈经由直流电来激励,使转子上面形成一定的磁极,这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极,这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 同步电动机运行时的转速与电源的供电频率有严格不变的关系,它恒等于旋转磁场的转速,即电动机与旋转磁场两者的转速保持同步,并由此而得名。同步交流电动机的转速用下式表达: 本文来自www.eadianqi.com (3) 本文来自www.eadianqi.com 式中:——定子供电频率 P——定子线圈的磁极对数 n——转子转速 本文来自www.eadianqi.com |