伺服电机控制和应用详细教学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

伺服电机控制技术伺服电机控制技术主讲主讲:刘遥生刘遥生深圳职业技术学院深圳职业技术学院电话电话:26731642:26731642、1366268633913662686339第1页2 2 2 2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理内容内容3 3 3 3 旋转磁场作用下运行分析旋转磁场作用下运行分析旋转磁场作用下运行分析旋转磁场作用下运行分析4 4 4 4 伺服电机机械伺服电机机械伺服电机机械伺服电机机械特征及特征及特征及特征及控制方式控制方式控制方式控制方式5 5 5 5 交流伺服电机应用交流伺服电机应用交流伺服电机应用交流伺服电机应用6 6 6 6 伺服电机选择及主要性能指标伺服电机选择及主要性能指标伺服电机选择及主要性能指标伺服电机选择及主要性能指标 因为我们是从事工厂自动控制方面设备维修、维因为我们是从事工厂自动控制方面设备维修、维因为我们是从事工厂自动控制方面设备维修、维因为我们是从事工厂自动控制方面设备维修、维护管理技术人员，主要是合理地选择和正确使用各种护管理技术人员，主要是合理地选择和正确使用各种护管理技术人员，主要是合理地选择和正确使用各种护管理技术人员，主要是合理地选择和正确使用各种控制电机，所以此次讲座着重阐述伺服电机基本结构、控制电机，所以此次讲座着重阐述伺服电机基本结构、控制电机，所以此次讲座着重阐述伺服电机基本结构、控制电机，所以此次讲座着重阐述伺服电机基本结构、工作原理、工作特征和使用方法。详细内容以下：工作原理、工作特征和使用方法。详细内容以下：工作原理、工作特征和使用方法。详细内容以下：工作原理、工作特征和使用方法。详细内容以下：1 1 1 1 概述概述概述概述第2页 了解伺服电机基本结构，掌握其工作原理、运了解伺服电机基本结构，掌握其工作原理、运了解伺服电机基本结构，掌握其工作原理、运了解伺服电机基本结构，掌握其工作原理、运行特征及其特点、应用场所，以求正确选取和使用行特征及其特点、应用场所，以求正确选取和使用行特征及其特点、应用场所，以求正确选取和使用行特征及其特点、应用场所，以求正确选取和使用它们。它们。它们。它们。目第3页 伺服电动机也称为执行电动机，在控制系统伺服电动机也称为执行电动机，在控制系统伺服电动机也称为执行电动机，在控制系统伺服电动机也称为执行电动机，在控制系统中用作执行元件，将电信号转换为轴上转角或转中用作执行元件，将电信号转换为轴上转角或转中用作执行元件，将电信号转换为轴上转角或转中用作执行元件，将电信号转换为轴上转角或转速，以带动控制对象。速，以带动控制对象。速，以带动控制对象。速，以带动控制对象。1 1 概述概述1 1、交流伺服电动机交流伺服电动机2 2、直流伺服电动机直流伺服电动机伺服电动机分为：伺服电动机分为：伺服电动机分为：伺服电动机分为：1.1 1.1 什么叫伺服电机什么叫伺服电机第4页1 1 概述概述 在有控制信号输入时，伺服电动机就转动；没在有控制信号输入时，伺服电动机就转动；没有控制信号输入，它就停顿转动。改变控制电压大有控制信号输入，它就停顿转动。改变控制电压大小和相位小和相位(或极性或极性)就可改变伺服电动机转速和转向。就可改变伺服电动机转速和转向。1.21.2伺服电机最大特点伺服电机最大特点第5页1 1 概述概述1.3伺服电机与普通电机相比含有以下特点伺服电机与普通电机相比含有以下特点(1)(1)调速范围宽广。伺服电动机转速伴随控制电压调速范围宽广。伺服电动机转速伴随控制电压改变，能在宽广范围内连续调整。改变，能在宽广范围内连续调整。(2)(2)转子惯性小，即能实现快速开启、停转。转子惯性小，即能实现快速开启、停转。(3)(3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。控制功率小，过载能力强，可靠性好。第6页1 1 概述概述1.4伺服电机在自控制系统中经典应用伺服电机在自控制系统中经典应用其它场所应用其它场所应用第7页1.51.5伺服电动机经典生产厂家伺服电动机经典生产厂家1 1 概述概述德国西门子，产品外形有：德国西门子，产品外形有：德国西门子，产品外形有：德国西门子，产品外形有：伺服电机伺服电机伺服电机驱动器伺服电机驱动器第8页1 1 概述概述美国科尔摩根，产品外形有：美国科尔摩根，产品外形有：美国科尔摩根，产品外形有：美国科尔摩根，产品外形有：伺服电机伺服电机伺服电机驱动器伺服电机驱动器1.51.5伺服电动机经典生产厂家伺服电动机经典生产厂家第9页1 1 概述概述日本松下及安川，产品外形有：日本松下及安川，产品外形有：日本松下及安川，产品外形有：日本松下及安川，产品外形有：松下交流伺服电机及驱动器松下交流伺服电机及驱动器安川伺服电机驱动器安川伺服电机驱动器1.51.5伺服电动机经典生产厂家伺服电动机经典生产厂家第10页2 2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理交流伺服电机系统交流伺服电机系统驱动器驱动器交流伺服交流伺服电机器电机器第11页2 2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理2.12.1 结构结构交流电机交流电机编码器编码器交流电机交流电机电源线电源线编码器信编码器信号输出线号输出线第12页2 2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理1.2.11.2.1 结构结构交流电机交流电机减速齿轮减速齿轮机械负载轴机械负载轴第13页2 2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理2.1 2.1 结构结构 由由由由定子定子定子定子和和和和转子转子转子转子二二二二大部分组成大部分组成大部分组成大部分组成 1 1、定子定子定子定子由铁心和线圈组成由铁心和线圈组成由铁心和线圈组成由铁心和线圈组成励磁绕组励磁绕组控制绕组控制绕组励磁电压励磁电压控制电压控制电压转转子子定子定子壳体壳体第14页1.2 1.2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理转转子子定定子子壳壳体体1.2.1.2.1 结构结构由定子和转子二大部分组成由定子和转子二大部分组成由定子和转子二大部分组成由定子和转子二大部分组成 1 1、定子定子定子定子由铁心和线圈组成由铁心和线圈组成由铁心和线圈组成由铁心和线圈组成电气原理图电气原理图控制绕组控制绕组励磁绕组励磁绕组控制绕组与励磁控制绕组与励磁绕组相差绕组相差900第15页(1)笼型笼型笼型笼型转子转子 铁芯槽内放铜条铁芯槽内放铜条,端端 部用短路环形成一体部用短路环形成一体,或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。2 2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理铸铝笼型转子铸铝笼型转子转转子子定子定子壳体壳体 2、转子转子笼型转子笼型转子第16页(2)杯杯型型型型转子纲转子纲 薄壁园筒形，放于内外定薄壁园筒形，放于内外定子之间子之间。普通壁厚为。普通壁厚为0.3mm2 2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理杯型转子杯型转子转转子子定子定子壳体壳体第17页 2.2 2.2 转动原理转动原理2 2 伺服电机基本结构及原理伺服电机基本结构及原理第18页2 三相异步电动机转动原理三相异步电动机转动原理 2.2 2.2 转动原理转动原理第19页2 2 三相异步电动机转动原理三相异步电动机转动原理 2.2 2.2 转动原理转动原理 当磁铁旋转时，在空间形成一个旋转磁场。假设永久磁铁是顺当磁铁旋转时，在空间形成一个旋转磁场。假设永久磁铁是顺时纠方向以时纠方向以n n0 0转速旋转，那末它磁力线也就以顺时针方向切割转转速旋转，那末它磁力线也就以顺时针方向切割转子导条，在转子导条中就产生感应电势。依据右手定则，子导条，在转子导条中就产生感应电势。依据右手定则，N N极下极下导条感应电势方向垂直地从纸面出来。而导条感应电势方向垂直地从纸面出来。而S S极下导条感应电势方极下导条感应电势方向垂直地进入纸面。因为鼠笼转子导条都是经过短路环连接起来向垂直地进入纸面。因为鼠笼转子导条都是经过短路环连接起来，所以在感应电势作用下，在转子导条中就会有电流流过，电流，所以在感应电势作用下，在转子导条中就会有电流流过，电流有功分量方向和感应电势方向相同。再依据通电导体在磁场中受有功分量方向和感应电势方向相同。再依据通电导体在磁场中受力原理，转子载流导条又要与磁场相互作用产生电磁力，这个电力原理，转子载流导条又要与磁场相互作用产生电磁力，这个电磁力磁力F F作用在转子上，并对转轴形成电磁转矩。依据左手定则，作用在转子上，并对转轴形成电磁转矩。依据左手定则，转矩方向与磁铁转动方向是一致，也是顺时针方向。所以，鼠笼转矩方向与磁铁转动方向是一致，也是顺时针方向。所以，鼠笼转子便在电磁转矩作用下顺着磁铁旋转方向转动起来。转子便在电磁转矩作用下顺着磁铁旋转方向转动起来。第20页3 旋转磁场作用下运行分析旋转磁场作用下运行分析 为了分析方便，先假定为了分析方便，先假定为了分析方便，先假定为了分析方便，先假定励磁绕组有效匝数励磁绕组有效匝数励磁绕组有效匝数励磁绕组有效匝数UfUf与与与与控制绕组有效匝数控制绕组有效匝数控制绕组有效匝数控制绕组有效匝数UCUC相相相相等。这种在空间上互差等。这种在空间上互差等。这种在空间上互差等。这种在空间上互差90900 0电角度，有效匝数又电角度，有效匝数又电角度，有效匝数又电角度，有效匝数又相等两个绕组称为对称相等两个绕组称为对称相等两个绕组称为对称相等两个绕组称为对称两相绕组。两相绕组。两相绕组。两相绕组。3.1.1伺服电机伺服电机旋转磁场产生旋转磁场产生电气原理图电气原理图控制绕组控制绕组励磁绕组励磁绕组第21页3 旋转磁场作用下运行分析旋转磁场作用下运行分析 同时，又假定通入励磁同时，又假定通入励磁同时，又假定通入励磁同时，又假定通入励磁绕组电流绕组电流绕组电流绕组电流UfUf与通入控制与通入控制与通入控制与通入控制绕组电流绕组电流绕组电流绕组电流UCUC相位上彼此相位上彼此相位上彼此相位上彼此相差相差相差相差90900 0幅值彼此相等，幅值彼此相等，幅值彼此相等，幅值彼此相等，这么两个电流称为两相这么两个电流称为两相这么两个电流称为两相这么两个电流称为两相对称电流，用数学式表对称电流，用数学式表对称电流，用数学式表对称电流，用数学式表示为示为示为示为3.13.1旋转磁场产生旋转磁场产生第22页控制绕组控制绕组励磁绕组励磁绕组当两相对称电流通入两相对称绕组时当两相对称电流通入两相对称绕组时，在电机内就产生一个旋在电机内就产生一个旋转磁场转磁场。当电流改变一个周期时当电流改变一个周期时，旋转磁场在空间转了一圈旋转磁场在空间转了一圈。UC1UC2UF1UF23.13.1旋转磁场产生旋转磁场产生第23页3 3.2.2伺服电机旋转磁场方向伺服电机旋转磁场方向控制绕组控制绕组励磁绕组励磁绕组第24页控制绕组控制绕组励磁绕组励磁绕组3 3.2.2伺服电机旋转磁场方向伺服电机旋转磁场方向第25页3.3 3.3 伺服电机旋转磁场速度伺服电机旋转磁场速度 旋转磁场转速决定于定子绕组旋转磁场转速决定于定子绕组极对数和电源频率极对数和电源频率。图所表示是。图所表示是一台两极电机，即极对数一台两极电机，即极对数P1。对两极电机而言，电流每改变。对两极电机而言，电流每改变一个周期，磁场旋转一圈，因而当一个周期，磁场旋转一圈，因而当电源频率电源频率f400 Hs，即每秒改变，即每秒改变400个周期时，磁场每秒应该个周期时，磁场每秒应该转转400圈，故对两极电机，即圈，故对两极电机，即P1而言，旋转磁场转速为而言，旋转磁场转速为 n0=24000 rmin旋转磁场转速为普通表示式为旋转磁场转速为普通表示式为第26页4.伺服电机机械特征及控制方式伺服电机机械特征及控制方式4 4.1.1.1.1伺服电机机械特征伺服电机机械特征伺服电机机械特征伺服电机机械特征第27页 对于伺服电动机，还有一条很主要机械特征，这就是零信对于伺服电动机，还有一条很主要机械特征，这就是零信号时机械特征，所谓零信号，就是控制电压号时机械特征，所谓零信号，就是控制电压UC0，这时磁场，这时磁场是脉振磁场，它能够分解为幅值相等、转向相反两个圆形旋转是脉振磁场，它能够分解为幅值相等、转向相反两个圆形旋转磁场，其作用能够想象为有两对相同大小磁铁磁场，其作用能够想象为有两对相同大小磁铁NS和和NS在在空间以相反方向旋转。空间以相反方向旋转。4.2 4.2 零信号时机械特征和无零信号时机械特征和无“自转自转”现象现象第28页4.2 4.2 零信号时机械特征和无零信号时机械特征和无“自转自转”现象现象第29页当电阻已增大到使临界转差率当电阻已增大到使临界转差率1 1程度时，合成转矩曲线与横轴程度时，合成转矩曲线与横轴相交仅有一点相交仅有一点(S(S1 1处处)，而且在电机运行范围内，合成转矩均为，而且在电机运行范围内，合成转矩均为负值，即为制动转矩。因而当控制电压负值，即为制动转矩。因而当控制电压U UC C取消变为单相运行时，取消变为单相运行时，电机就立刻产生制动转矩，与负载阻转矩一起促使电机就立刻产生制动转矩，与负载阻转矩一起促使电机快速停转电机快速停转，这么就不会产生自转现象。这么就不会产生自转现象。4.2 4.2 零信号时机械特征和无零信号时机械特征和无“自转自转”现象现象第30页4.34.3伺服电机控制方式及特征伺服电机控制方式及特征 设电机负载阻转矩为设电机负载阻转矩为TL，控，控制电压制电压0.25UC时时,电机在特征点电机在特征点A运行，转速为运行，转速为na，这时电机产生，这时电机产生转矩与负载阻转矩相平衡。当控转矩与负载阻转矩相平衡。当控制电压升高到制电压升高到0.5UC时，电机产生时，电机产生转矩就随之增加转矩就随之增加C，因为电机转子因为电机转子及其负载存在着惯性，转速不能及其负载存在着惯性，转速不能瞬时改变，所以电机就要瞬时地瞬时改变，所以电机就要瞬时地在特征点在特征点C运行，这时电机产生转运行，这时电机产生转矩大于负载阻转矩，电机就加速，矩大于负载阻转矩，电机就加速，一直增加到一直增加到nb，电机就在，电机就在B点运行。点运行。伺服电动机机械特征伺服电动机机械特征ABC结论：结论：改变控制电压大小，改变控制电压大小，就实现了转速控制就实现了转速控制第31页5 交流伺服电机应用交流伺服电机应用编码器编码器部分部分 安装在电机后端，其转盘（光栅）安装在电机后端，其转盘（光栅）与电机同轴。与电机同轴。5V5V0V0V伺服电机控制精度取决于编码器精度。伺服电机控制精度取决于编码器精度。5.1 伺服电机编码器伺服电机编码器编码器编码器第32页5.2伺服电机驱动器伺服电机驱动器1 1、主要功效、主要功效（1 1）依据给定信号输出与）依据给定信号输出与此成正比控制电压此成正比控制电压UCUC；（2 2）接收编码器速度和位）接收编码器速度和位置信号；置信号；（3 3）I/OI/O信号接口信号接口第33页5.2伺服电机驱动器伺服电机驱动器数码显示窗口数码显示窗口参数设置键参数设置键计算机计算机RS232口口I/O信号接口信号接口编码器信号接口编码器信号接口电机电源输入电机电源输入输出接线端子输出接线端子2、外部组成、外部组成第34页5.2伺服电机驱动器伺服电机驱动器3 3、控制模式、控制模式（1 1）位置控制模式）位置控制模式最大输入脉冲最大输入脉冲频率频率500KPPS500KPPS（微分接收器）和（微分接收器）和200KPPS200KPPS（用于开路搜集器）（用于开路搜集器）（2 2）速度控制模式）速度控制模式 模拟速度指令模拟速度指令输入：输入：0 010V/10V/额定转速额定转速（3 3）力矩控制模式）力矩控制模式模拟力矩指令模拟力矩指令输入：输入：0 010V/10V/最大力矩最大力矩第35页5.25.2伺服电机驱动器伺服电机驱动器MREA/D功功率率放放大大器器序列控制器序列控制器误差检出误差检出门激励门激励8888888操作人员接口操作人员接口参数控制参数控制EEPROM保护电路保护电路A/D位置误差计数器位置误差计数器放大器放大器速度误差速度误差放大器放大器速度检出速度检出内速度指令内速度指令转矩限位转矩限位电流控制电流控制PWM电路电路处理编码器信号处理编码器信号位置/速度速度转矩位置内外16位报警信号脉冲指令速度指令转矩指令脉冲输出LED面板B1B2PtrL1L2L3+5V+/-12V门激励电源编码器电源4、原理框图、原理框图第36页5.5.3交流伺服电机系统应用交流伺服电机系统应用图图 2-2 2-2 交流伺服电机系统接线示意图交流伺服电机系统接线示意图交流伺服电机驱动器连接连接AC220V I/O板板5.5.3.1.1交流伺服电机系统结构交流伺服电机系统结构第37页PC机机运动控制器运动控制器I/O电电路路驱驱动动器器电电 机机Pulse 0/1P9-0/2CN SIG控制电压编码器反馈信号轴号0/1数据信号使能信号使能信号DO 21/22速度信号速度信号DAC 0/15.5.3交流伺服电机系统应用交流伺服电机系统应用5.5.3.1.1交流伺服电机系统结构交流伺服电机系统结构第38页1、设置参数方法一方法一联接计算机使用联接计算机使用软件设置软件设置方法二方法二直接在驱动器直接在驱动器面板按钮设置面板按钮设置5.5.3.2.2交流伺服电机系统使用交流伺服电机系统使用第39页方法一、使用计算机设置参数1、开启软件、开启软件2、修改参数、修改参数NO.19=000E(允许参数改写允许参数改写)3 3、修改参数、修改参数O.41=0001O.41=0001（内部使能）（内部使能）4 4、正反转试运行、正反转试运行1、设置参数第40页1 1、开启软件、开启软件2 2、进入、进入TESTTEST功效，使用功效，使用JOGJOG模式调试系统模式调试系统3 3、正反转试运行、正反转试运行2、使用计算机调试伺服电机系统使用计算机调试伺服电机系统第41页1、开启软件将参数NO.41=0000,改为外部使能，然后关闭软件2、接通电源显示窗口显示数字为设备连接正确。3、按MODE键，显示rd-of3 3、使用驱动器操作面板手动使用驱动器操作面板手动调试伺服电机系统调试伺服电机系统4、按UP键屡次直至显示TEST15、按住SET直至显示窗显示D-01并闪烁6、按UP正转，按DOWN反转第42页1、接通电源显示窗口显示数字为设备连接正确。如：设置参数如：设置参数NO19NO193、按DOWN或UP键屡次，直至显示P 194、按SET键，显示窗显示00005、按SET键，显示窗0000闪烁2、按MODE键屡次，直至显示数P 006、按DOWN或UP键屡次，直至显示000E7、按SET键，再次通电。设置生效。3 3、使用驱动器操作面板手动使用驱动器操作面板手动设置参数方法设置参数方法第43页1.6.1 功率选择功率选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机轻易功率选得过大不经济，功率选得过小电动机轻易因过载而损坏。因过载而损坏。1.对于连续运行伺服电动机，所选功率应等于或略对于连续运行伺服电动机，所选功率应等于或略大于生产机械功率。大于生产机械功率。2.对于短时工作伺服电动机，允许在运行中有短暂对于短时工作伺服电动机，允许在运行中有短暂过载，故所选功率可等于或略小于生产机械功率。过载，故所选功率可等于或略小于生产机械功率。6.6.伺服电机选择伺服电机选择第44页6.1 种类和型式选择种类和型式选择1.1.种类选择种类选择种类选择种类选择 普通自动控制应用场所应尽可能选取交流伺服电机。调速普通自动控制应用场所应尽可能选取交流伺服电机。调速和控制精度很高场所选取直流伺服电机或其它专用控制电机和控制精度很高场所选取直流伺服电机或其它专用控制电机,如如直线电机等。直线电机等。2.2.结构型式选择结构型式选择结构型式选择结构型式选择 依据工作方式和工作环境条件选择不一样结构型式，如依据工作方式和工作环境条件选择不一样结构型式，如频繁启停选取空心杯转子结构伺服电机；如速度要求较平衡场频繁启停选取空心杯转子结构伺服电机；如速度要求较平衡场所选取大惯量伺服电机所选取大惯量伺服电机第45页6.2 主要性能指标选择主要性能指标选择 1 1空载始动电压空载始动电压U UCOCO 在额定励磁电压和空载情况下，使转子在任意在额定励磁电压和空载情况下，使转子在任意位置开始连续转动所需最小控制电压定义为空载始动位置开始连续转动所需最小控制电压定义为空载始动电压。电压。用经过以额定控制电压百分比来表示。用经过以额定控制电压百分比来表示。U UCOCO 越小，越小，表示伺服电动机灵敏度越高。普通表示伺服电动机灵敏度越高。普通U UCOCO要求小于额定控要求小于额定控制电压制电压3%3%4 4，使用于精密仪器仪表，使用于精密仪器仪表中两相伺服电动机，有时要求小于额定控制电压中两相伺服电动机，有时要求小于额定控制电压1 1。第46页6.2主要性能指标选择主要性能指标选择 2 2机械特征非线性度机械特征非线性度KmKm 在额定励磁电压下，任意在额定励磁电压下，任意控制电压时实际机械待性与线控制电压时实际机械待性与线性机械特征在转矩性机械特征在转矩T TT Td d2 2时转速偏差时转速偏差n n与空载转速与空载转速n n0 0(对称状态时对称状态时)之比百分数，定之比百分数，定义为机械待性非线性度。义为机械待性非线性度。普通要求普通要求Km10 20第47页6.2主要性能指标选择主要性能指标选择 3 3调整特征非线性度调整特征非线性度K Kv v 在额定励隘电压和空载情在额定励隘电压和空载情况下，当控制电压况下，当控制电压0.70.7时，时，实际调整特征与线性调整特实际调整特征与线性调整特征转速偏差征转速偏差n与与控制电压控制电压1 1时空载转速时空载转速n n0 0之比百分数定之比百分数定义为调整特征非线性度，即义为调整特征非线性度，即:普通要求普通要求 Kv20 25第48页6.2主要性能指标选择主要性能指标选择 4堵转特征非线性度堵转特征非线性度kd 在额定励磁电压下，实际在额定励磁电压下，实际堵转特征与线性堵转持性最大堵转特征与线性堵转持性最大转矩偏差转矩偏差(Tdn)max与控制电与控制电压压1时堵转转矩时堵转转矩Tdo之比值百之比值百分数，定义为堵转待性非线性，分数，定义为堵转待性非线性，即即 以上这几个持性非线性度越小，特征曲线越靠近直线，以上这几个持性非线性度越小，特征曲线越靠近直线，系统动态误差就越小，工作就越准确。系统动态误差就越小，工作就越准确。普通要求普通要求 Kd5 第49页6.3 主要技术指标选择主要技术指标选择 1 1电压电压 技术数据表中励磁电压和控制电压指都是额定值。技术数据表中励磁电压和控制电压指都是额定值。励磁电压允许变动范围为土励磁电压允许变动范围为土5 5左右。电压太高，电左右。电压太高，电机会发烧；电压太低和输出功率会显著下降，加速时机会发烧；电压太低和输出功率会显著下降，加速时间增加等。伺服电动机使用时，应注意到励磁绕组两间增加等。伺服电动机使用时，应注意到励磁绕组两端电压会高于电源电压，而且随转速升高而增大，其端电压会高于电源电压，而且随转速升高而增大，其值假如超出额定值太多，会使电机过热。值假如超出额定值太多，会使电机过热。控制绕组额定电压有时也称最大控制电压，在幅控制绕组额定电压有时也称最大控制电压，在幅值控制条件下加上这个电压就能得到圆形旋转磁场值控制条件下加上这个电压就能得到圆形旋转磁场第50页6.3 主要技术指标选择主要技术指标选择2 2频率频率 当前控制电机惯用频率分低频和中频两大类，低当前控制电机惯用频率分低频和中频两大类，低频为频为50 HZ(50 HZ(或或60HZ)60HZ)，中，中频频为为400HZ(400HZ(或或500HZ)500HZ)。因为频。因为频率越高，涡流损耗越大，所以中率越高，涡流损耗越大，所以中频频电机铁心用较薄电机铁心用较薄(0.2mm2mm以下以下)硅钢片叠成，以降低涡流损耗；低频电机硅钢片叠成，以降低涡流损耗；低频电机则用则用0.35350.5mm5mm硅钢片。硅钢片。低频电机不应该用中低频电机不应该用中频频电源，中频电机也不应该电源，中频电机也不应该用低频电源，不然电机性能会变差。用低频电源，不然电机性能会变差。在不得已时，低频电源之间或者中频电源之间能够相互代替在不得已时，低频电源之间或者中频电源之间能够相互代替使用，但要随频率正比地改变电压，而保持电流仍为额定值，这使用，但要随频率正比地改变电压，而保持电流仍为额定值，这么，电机发烧能够基本上不变。比如一台么，电机发烧能够基本上不变。比如一台500 Hz500 Hz、110V110V电机，假电机，假如用在如用在400 Hz400 Hz时，那末加到电机上电压就应改成时，那末加到电机上电压就应改成11040011040050050088V88V。第51页6.3 主要技术指标选择主要技术指标选择 3 3堵转转矩，堵转电流堵转转矩，堵转电流 定子两相绕组加上额定电压，转速等于定子两相绕组加上额定电压，转速等于0 0时输出时输出转矩，称为堵转转矩。这时流经励磁绕组和控制绕组转矩，称为堵转转矩。这时流经励磁绕组和控制绕组电流分别称堵转励磁电流和堵转控制电流。电流分别称堵转励磁电流和堵转控制电流。堵转电流通常是电流最大值，可作为设计电源和放大堵转电流通常是电流最大值，可作为设计电源和放大器依据。器依据。第52页6.3 主要技术指标选择主要技术指标选择4 4空载转速空载转速 定干两相绕组加上额定电压，电机不带任何负载定干两相绕组加上额定电压，电机不带任何负载时转速称为空载转速时转速称为空载转速n n0 0。空载转速与电机极数相关。空载转速与电机极数相关。因为电机本身阻转矩影响，空载转速略低于同时速。因为电机本身阻转矩影响，空载转速略低于同时速。第53页6.3 主要技术指标选择主要技术指标选择5 5额定输出功率额定输出功率 当电机处于对称状态时，输出当电机处于对称状态时，输出功率功率P P2 2随转速随转速n n改变情况如图改变情况如图7878所所表示。当转速靠近空载转速表示。当转速靠近空载转速n n0 0二二分之一时，输出功率最大。通常分之一时，输出功率最大。通常就把这点要求为交流伺服电动机就把这点要求为交流伺服电动机额定状态。对应这个状态下转矩额定状态。对应这个状态下转矩和转速称为额定转矩和转速称为额定转矩T Tn n。和额定。和额定转速转速n nn n。n0nT0nnT最大功率最大功率额定转矩额定转矩TN额定转矩额定转矩TN第54页小小 结结1 1交流伺服电动机主要用于自动控制系统中作为执行元交流伺服电动机主要用于自动控制系统中作为执行元件。在介绍工作原理时，引出了圆形旋转磁场概念。件。在介绍工作原理时，引出了圆形旋转磁场概念。旋转磁场转速称为同时速，它由电机极数和电源频率旋转磁场转速称为同时速，它由电机极数和电源频率所决定，关系式所决定，关系式n ns s=60=60f f/p p是一个很主要公式。是一个很主要公式。与其它电机一样，交流伺服电动机运行也是因为与其它电机一样，交流伺服电动机运行也是因为“电电”和和“磁磁”相互作用。在圆形磁场作用下，交流相互作用。在圆形磁场作用下，交流伺服电动机转速总是低于同时速，而且伴随负载改变伺服电动机转速总是低于同时速，而且伴随负载改变而改变，转差率而改变，转差率s s就是表征电机转速一个很主要物理就是表征电机转速一个很主要物理量。量。第55页小小 结结2 为了能方便地实现转速控制，伺服电动机定子绕为了能方便地实现转速控制，伺服电动机定子绕组做成两相绕组，并加以相移组做成两相绕组，并加以相移90900 0两相电压。经过改变两相电压。经过改变控制电压值就可到达控制转速目标。控制电压值就可到达控制转速目标。最终介绍了几点在使用电机时应注意问题和主要最终介绍了几点在使用电机时应注意问题和主要性能指标和技术数据，可供大家选取电机时参考。性能指标和技术数据，可供大家选取电机时参考。第56页第57页