第4章特种电机（课件）- 《电机与电气控制技术》同步教学（人邮版·2010）

第4章 特种电机 第4章 特种电机 第4章 特种电机 4.1　电磁调速异步电动机 4.2　伺服电动机 4.3　测速发电机 4.4　步进电动机 本 章 小 结 4.1　电磁调速异步电动机 电磁调速异步电动机适用于纺织、化工、造纸、塑料、水泥、食品等工业，作为恒转矩和风机类等设备的动力。 电磁调速异步电动机又称为滑差电动机，其特点是在异步电动机轴上装有一个电磁转差离合器。控制电磁转差离合器励磁绕组中的电流，就可以调节离合器的输出转速。它有组合式（国产型号JZTZ）和整体式（国产型号JZTT）两大类。 滑差电动机系统由异步电动机、转差离合器和控制装置（测速发电机）三部分组成，测速发电机作为校正元件测量转速信号。 组合式电磁调速异步电动机的结构 1—异步电动机　2—主动轴　3—法兰端盖　4—电枢　5—工作气隙　6—励磁绕组　7—磁极 8—测速发电机 9—测速机磁极　10—永久磁铁　ll—输出轴12—刷架　13—碳刷　14—集电环 　 整体式电磁调速异步电动机的结构 l—前端盖　2—托架　3—电枢　4—励磁绕组　5—磁极　6—主轴　7—机座　8—空心轴 9—驱动电动机转子　10—驱动电动机定子　11—测速发电机　12—后端盖 4.1.1　转差离合器的结构 转差离合器由主动部分和从动部分组成。 l—电枢　2—磁极　3—励磁绕组　4—电刷与集电环 1．主动部分 转差离合器的主动部分是电枢（外转子），它与异步电动机的转轴硬连接并一起旋转。 2．从动部分 转差离合器的从动部分由励磁绕组、磁极、集电环和输出轴等组成，与生产机械直接连接。 4.1.2　转差离合器的工作原理 电枢由异步电动机带动旋转，若励磁电流等于零，则离合器中无磁场，从动部分不会旋转。当有励磁时，电枢便切割磁场产生涡流，涡流又与磁场作用产生转矩，转矩驱动输出轴，驱动负载运行。 转差离合器的磁场是由直流电产生的，由于电枢的旋转，使磁极的磁场起到了切割电枢的作用。改变磁极励磁绕组中的励磁直流电流的大小，也改变了电枢中涡流的大小，就可以调节转差离合器的输出转矩和转速。 4.2　伺服电动机 伺服电动机的作用是将输入的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。 输入的电压信号称为控制电压，用UK表示，改变控制电压可以改变伺服电动机的转速与转向。 按其使用的电源不同，伺服电动机分为交流伺服电动机和直流伺服电动机。 在自动控制系统中，伺服电动机常作为执行元件使用，广泛应用于数控机床中。 4.2.1　交流伺服电动机 1．结构 交流伺服电动机实质上就是一种微型交流异步电动机。其内部结构与单相电容运行式异步电动机相似，也是由定子和转子两部分组成。 2．工作原理 （1）在没有控制信号时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子上没有电磁转矩作用而静止不动。 （2）当有控制电压时，定子就在气隙中产生一个旋转磁场，并产生电磁转矩使转子沿旋转磁场的方向旋转。负载一定时，控制电压越高，转速也越高。 （3）控制电压反向时，转子反转。 4.2.2　直流伺服电动机 1．结构 直流伺服电动机实质上就是一台他励直流电动机，其结构与一般直流电动机基本相同。 直流伺服电动机分为无槽电枢直流伺服电动机、空心杯电枢直流伺服电动机、印制绕组直流伺服电动机和低转动惯量直流伺服电动机4类。 直流伺服电动机定子所形成的磁场可由永久磁铁或是通过电流的线圈所产生，一般的伺服电动机的定子均由永久磁铁构成。 2．工作原理 直流伺服电动机的工作原理与他励直流电动机的工作原理相同。 （1）定子上的励磁绕组通入直流电，控制信号加在电枢绕组上，没有控制信号时，电枢不受力，无转动现象。 （2）当有控制信号时，电枢受力转动，且电枢转动的速度快慢与控制信号的大小成正比。 4.3　测速发电机 测速发电机是一种能将旋转机械的转速变换成电压信号输出的小型发电机，要求电机的输出电压与转速成正比关系。 在自动控制中，常作为测速元件、校正元件，广泛应用于闭环直流和交流调速控制系统中。 测速发电机分为交流测速发电机和直流测速发电机。 4.3.1　交流测速发电机 1．结构 交流测速发电机的外形结构，它实质上就是一种微型交流异步发电机。 交流测速发电机应用较多的是空心杯转子的异步测速发电机，与空心杯转子的交流伺服电动机相似，定子上装有两个对称绕组，一个