一、測(cè)速發(fā)電機(jī)的分類永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)同步測(cè)速發(fā)電機(jī)異步測(cè)速發(fā)電機(jī)§10—1

測(cè)速發(fā)電機(jī)

實(shí)質(zhì)：—臺(tái)普通的直流發(fā)電機(jī)。二、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)

在恒定磁場(chǎng)下，旋轉(zhuǎn)的電樞切割磁通，在電刷之間產(chǎn)生直流電動(dòng)勢(shì)，其大小與轉(zhuǎn)速成正比。

改變轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，輸出電壓的極性亦隨之改變。從電壓的變化就可反映出速度的變化，達(dá)到測(cè)速的目的。1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)定子：有勵(lì)磁繞組，加直流勵(lì)磁電壓。

電樞：有槽電樞、無(wú)槽電樞、空心杯電樞、印刷繞組電樞等，電樞接測(cè)量?jī)x器或儀表。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)外形直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通小型直流電動(dòng)機(jī)相同，一般多為兩極。永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的主磁極采用永久磁鐵，電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組是他勵(lì)式。電樞部分則完全與直流電動(dòng)機(jī)相同。2.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)工作原理

輸出電壓與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比，只要用一個(gè)直流壓表就可測(cè)出速度大小及方向。三、交流測(cè)速發(fā)電機(jī)1.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上就是一種微型交流異步發(fā)電機(jī)。

定子：有兩個(gè)對(duì)稱繞組，一個(gè)是勵(lì)磁繞組，接交流電壓。另一個(gè)是輸出繞組，接測(cè)量?jī)x器或儀表。

轉(zhuǎn)子：采用空心杯，壁厚0.2~0.3mm，但電阻更大?？招谋D(zhuǎn)子的異步測(cè)速發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的外形

交流測(cè)速發(fā)電機(jī)原理圖2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)工作原理交流測(cè)速發(fā)電機(jī)工作原理轉(zhuǎn)子靜止時(shí)電路狀態(tài)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電路狀態(tài)四、測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作特性

交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作特性包括輸出幅值特性和輸出相位特性。交流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出幅值特性輸出相位特性直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出幅值特性五、測(cè)速發(fā)電機(jī)的基本要求和用途1.主要用途測(cè)速發(fā)電機(jī)具有測(cè)速、阻尼和計(jì)算等功能。2.基本要求(1)作測(cè)速元件時(shí)，要求有較高的靈敏度、線性度，且反應(yīng)要快。(2)作計(jì)算元件時(shí)，要求有較高的線性度，較小的溫度誤差和剩余電壓，但對(duì)靈敏度則要求不高。(3)作阻尼元件時(shí)，要求有較高的靈敏度，對(duì)線性度要求不高。3.常用測(cè)速發(fā)電機(jī)的性能和適用范圍空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)永磁直流測(cè)速發(fā)電機(jī)帶溫度補(bǔ)償永磁直流測(cè)速發(fā)電機(jī)高靈敏度直流測(cè)速發(fā)電機(jī)電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)

伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，它具有一種服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作的職能。交流伺服電動(dòng)機(jī)（以交流電源工作）直流伺服電動(dòng)機(jī)（以直流電源工作）分類§10—2

伺服電動(dòng)機(jī)1.交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)控制繞組LK內(nèi)鐵心（硅鋼片疊成）勵(lì)磁繞組LL定子勵(lì)磁繞組控制繞組外鐵心轉(zhuǎn)子（空心杯轉(zhuǎn)子，細(xì)而長(zhǎng)，由鋁或鋁合金的非

磁性金屬制成，壁厚約0.2~0.8mm，用轉(zhuǎn)子

支架裝在轉(zhuǎn)軸上）一、交流伺服電動(dòng)機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)物圖交流伺服電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理3.交流伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)

兩相異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，若轉(zhuǎn)子電阻較小，當(dāng)控制電壓變?yōu)榱銜r(shí)，電動(dòng)機(jī)便成為單相異步電動(dòng)機(jī)會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，而不能立即停轉(zhuǎn)，稱為“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。

高電阻率導(dǎo)條的籠型轉(zhuǎn)子

非磁性空心轉(zhuǎn)子

鐵磁性空心轉(zhuǎn)子

增大轉(zhuǎn)子電阻可以防止“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻增大到足夠大時(shí)，兩相異步電動(dòng)機(jī)的一相斷電（即控制電壓等于零）時(shí)電機(jī)會(huì)停轉(zhuǎn)。

交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子有三種形式：交流伺服電動(dòng)機(jī)0<Sm<1時(shí)轉(zhuǎn)矩特性

交流伺服電動(dòng)機(jī)1<Sm時(shí)轉(zhuǎn)矩特性4.交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方法（1）幅值控制（2）相位控制（3）幅-相控制

實(shí)質(zhì)：利用改變正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)大小的比例，來(lái)改變正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩的大小，從而達(dá)到改變合成電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的目的。二、直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)與普通小型直流電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上無(wú)本質(zhì)差別，是容量和體積都很小的微型直流電動(dòng)機(jī)，勵(lì)磁方式采用他勵(lì)式較多。直流伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)物圖1.直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理2.直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理(1)電樞控制(2)勵(lì)磁控制三、伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用作用：把所接受的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。電動(dòng)機(jī)名稱型號(hào)性能特點(diǎn)適用范圍外形圖一般直流伺服電動(dòng)機(jī)SYSZ該電機(jī)具有體積小、重量輕、伺服性能好、力能指標(biāo)高等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，亦可作驅(qū)動(dòng)元件。杯形電樞永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)SYK轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和電機(jī)時(shí)間常數(shù)小，總損耗小，效率高起動(dòng)、停止迅速、換向性能好、運(yùn)行平穩(wěn)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、音響設(shè)備、辦公設(shè)備、儀器儀表、電影攝影機(jī)和錄象機(jī)等。（轉(zhuǎn)下頁(yè)）電動(dòng)機(jī)名稱型號(hào)性能特點(diǎn)適用范圍外形圖永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)ST具有良好的控制性能，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能好。電機(jī)能夠在四象限寬調(diào)速運(yùn)行適用于精密數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、雷達(dá)以及特殊環(huán)境條件控制的關(guān)鍵執(zhí)行部件?；\形轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)SL具有良好的可控性，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠。廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)控制系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)和計(jì)算裝置中。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本質(zhì)上是一種磁阻同步電動(dòng)機(jī)或永磁同步電動(dòng)機(jī)。

由于電源輸入是一種電脈沖（脈沖電壓），電動(dòng)機(jī)接受一個(gè)電脈沖就相應(yīng)地轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定角度，故而也稱脈沖電動(dòng)機(jī)。

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)角位移量。

常用于較為精密電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)物圖§10—3

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和種類1．基本結(jié)構(gòu)

（兩相～六相，每相兩個(gè)繞組套在一對(duì)定子磁極上，稱為控制繞組）三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子上分別有六個(gè)和四個(gè)磁極。定子轉(zhuǎn)子端蓋前端蓋定子轉(zhuǎn)子后端蓋步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)物解體圖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類按勵(lì)磁方式分為反應(yīng)式、永磁式、感應(yīng)子式（混合式）。反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向取決于控制繞組通電的順序。而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的速度取決于控制繞組通斷電的頻率，變換通電狀態(tài)的頻率（即電脈沖的頻率）越高，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)得越快。三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理圖1.基本工作原理

一種通電狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種通電狀態(tài)稱為一拍，每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為步距角θs，上述的通電方式稱為三相單三拍運(yùn)行，三相是指定子為三相繞組，單是指每拍只有一相繞組通電，三拍是指經(jīng)過(guò)三次切換繞組的通電狀態(tài)為一個(gè)循環(huán)。

三相單三拍運(yùn)行方式

三相雙三拍運(yùn)行方式

三相單雙六拍運(yùn)行方式

三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式：二、反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理AB通電B通電BC通電三相雙三拍AB通電BC通電CA通電三相單雙六拍C通電CA通電A通電三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖(圖中狀態(tài)為A相通電時(shí)位置)三、三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

定子：三對(duì)極，每相一對(duì)，每個(gè)定子磁極的極靴上各有5個(gè)小齒。

轉(zhuǎn)子：圓周上均勻分布著40個(gè)小齒，轉(zhuǎn)子的齒距等于36°/40=9°，齒寬、齒槽各4.5°。

為使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊，定子磁極上的小齒，齒寬和齒槽和轉(zhuǎn)子相同。三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)展開(kāi)圖

每改變定子繞組的1次通電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)1個(gè)步距角θS。

若轉(zhuǎn)子齒數(shù)為ZR，步距角θS的大小與轉(zhuǎn)子齒數(shù)ZR和拍數(shù)N的關(guān)系為公式：

若脈沖電源的頻率為f，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為公式：(r/min)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由控制脈沖頻率f、拍數(shù)N、轉(zhuǎn)子齒數(shù)ZR決定，與電源電壓、繞組電阻及負(fù)載無(wú)關(guān)，這是它抗干擾能力強(qiáng)的重要原因。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的機(jī)械角度θ與脈沖個(gè)數(shù)N1的關(guān)系：θ＝Ｎ１θＳ四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)：

能按照控制脈沖數(shù)的要求，立即啟動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)。

數(shù)控、工業(yè)控制、數(shù)模轉(zhuǎn)換和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)線、印刷機(jī)、遙控指示裝置、航空系統(tǒng)應(yīng)用范圍：

能實(shí)現(xiàn)高精度的角度開(kāi)環(huán)控制。

低速時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象?！?0—4永磁電機(jī)一、永磁直流電動(dòng)機(jī)永磁直流電動(dòng)機(jī)是用永磁材料(永磁體)取代了普通直流電動(dòng)機(jī)的主磁極和勵(lì)磁繞組。1.永磁直流電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)(1)永磁體的種類和結(jié)構(gòu)環(huán)形鋁鎳鈷磁鋼

帶磁極弧鋁猛鎳鈷磁鋼

瓦形鐵氧體磁鋼環(huán)形鐵氧體磁鋼

多極薄片形稀土磁鋼

永磁直流電動(dòng)機(jī)外形結(jié)構(gòu)典型永磁體結(jié)構(gòu)原理圖1—磁鋼2—電樞3—磁極4—機(jī)殼(2)磁鋼的充磁方法(3)磁鋼的穩(wěn)磁處理穩(wěn)磁處理有的是在磁鋼生產(chǎn)過(guò)程中完成的，例如溫度變化、沖擊和熱運(yùn)動(dòng)的處理；有的則是在永磁電機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中完成的，例如電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的處理。2.永磁直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的一些問(wèn)題(1)永磁直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁不可以調(diào)節(jié)(2)永磁直流電動(dòng)機(jī)對(duì)溫度的敏感性(3)電樞反應(yīng)的影響二、永磁同步電動(dòng)機(jī)1.永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分。定子部分由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成，定子繞組是三相對(duì)稱繞組，接三相交流電源。轉(zhuǎn)子部分由永磁體勵(lì)磁取代了直流勵(lì)磁，其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)由永久磁鋼和籠式啟動(dòng)繞組兩部分組成。2.永磁同步電動(dòng)機(jī)的工作原理星形結(jié)構(gòu)星形結(jié)構(gòu)

并聯(lián)磁路結(jié)構(gòu)并聯(lián)磁路結(jié)構(gòu)

分段結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式三、永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)采用鐵氧體材料作為永磁體的永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，以廉價(jià)見(jiàn)長(zhǎng)且性能良好，廣泛用于家用電器、汽車、玩具和電動(dòng)工具等領(lǐng)域。采用稀土永磁材料作為永磁體的永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，體積小且性能更好，主要用于航天、計(jì)算機(jī)和井下儀器。1.永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)主要由永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)本體(定子和轉(zhuǎn)子)、轉(zhuǎn)子位置傳感器和驅(qū)動(dòng)電路組成。永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)示意圖1—定子2—轉(zhuǎn)子3—轉(zhuǎn)子位置傳感器4—檢測(cè)磁極(1)永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)本體是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部件，由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定轉(zhuǎn)子實(shí)物圖(2)轉(zhuǎn)子位置傳感器主要是檢測(cè)轉(zhuǎn)子所處的位置，以便確定驅(qū)動(dòng)電路中開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通順序和驅(qū)動(dòng)電路中開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通角，從而決定了電樞磁場(chǎng)的磁狀態(tài)。(3)驅(qū)動(dòng)電路主要是由開(kāi)關(guān)元件組成的逆變電路。驅(qū)動(dòng)電路是將轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)進(jìn)行處理，按一定的邏輯關(guān)系輸出，去觸發(fā)功率開(kāi)關(guān)管。它的輸出頻率不是獨(dú)立調(diào)節(jié)的，而是受控于轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)。2.永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的工作原理永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)示意圖永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)三相定子繞組接成星形，轉(zhuǎn)子位置傳感器與轉(zhuǎn)子同軸相連，控制電路對(duì)位置信號(hào)進(jìn)行邏輯變換后產(chǎn)生控制信號(hào)，經(jīng)放大后觸發(fā)逆變器的功率開(kāi)關(guān)元件通斷，使三相定子繞組按一定的順序通過(guò)電流。永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)原理圖隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到不同的位置，轉(zhuǎn)子位置傳感器不斷發(fā)出信號(hào)，通過(guò)控制電路邏輯變換后，每次同時(shí)觸發(fā)二個(gè)開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通，其導(dǎo)通的順序?yàn)門(mén)1、T6→T1、T2→T3、T2→T3、T4→T5、T4→T5、T6→T1、T6，共有六種觸發(fā)組合狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)中都有兩相定子繞組有電流流過(guò),使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生按60°電角度不斷旋轉(zhuǎn)的磁極，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°電角度，這樣周而復(fù)始，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常的運(yùn)行狀態(tài)，帶動(dòng)負(fù)載工作，輸出機(jī)械能。3.永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速和啟動(dòng)特性好，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大，因而被廣泛應(yīng)用于各種驅(qū)動(dòng)裝置和伺服系統(tǒng)中。直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)：精度、性能和可靠性不高，壽命短，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪聲大、維護(hù)困難。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)既具有直流電動(dòng)機(jī)的特性，又具有交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；若采用高速軸承,它的轉(zhuǎn)速可以在高達(dá)每分鐘幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)。因此，它可作為一般直流電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)和力矩電動(dòng)機(jī)等使用，尤其適用于高級(jí)電子設(shè)備、機(jī)器人、航空航天技術(shù)、數(shù)控裝置、醫(yī)療化工等高新技術(shù)領(lǐng)域。四、常用電動(dòng)機(jī)的特性比較§10—5

直線電動(dòng)機(jī)1.扁平型直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)一、直線電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)扁平型直線電動(dòng)機(jī)是一種扁平的矩形結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)沿徑向切開(kāi)拉直并將圓周展開(kāi)成直線扁平形直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.圓盤(pán)型直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圓盤(pán)型直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖3.圓筒型直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

扁平型直線電動(dòng)