【正文】 　　 2．轉(zhuǎn)子　　 轉(zhuǎn)子由軟磁鐵材料制造而成，沿圓周均勻沖有小齒，小齒的齒距和定子磁極上小齒的齒距必須相等，而且齒數(shù)有一定的限制?！　?定子鐵芯由硅鋼片沖壓疊裝而成。定子、轉(zhuǎn)子鐵芯沿電機(jī)軸向按相數(shù)m分段，每一段定子鐵芯的磁極上均放置同一相控制繞組。目前被廣泛使用的步進(jìn)電動機(jī)多采用這種結(jié)構(gòu)，如圖9—2(a)所示為徑向截面圖?！　?目前反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)具有步距角小、結(jié)構(gòu)簡單等特點，應(yīng)用比較廣泛，例如，應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床，自動記錄儀，計算機(jī)外圍設(shè)備、繪圖機(jī)構(gòu)等?！　?(3)動作快速，即不僅起動、停步、反轉(zhuǎn)快，而且能連續(xù)高速運轉(zhuǎn)以提高勞動生產(chǎn)率。　　 (2)為了提高精度，一個脈沖對應(yīng)的位移量要小，要準(zhǔn)確、均勻?！　?步進(jìn)電動機(jī)的種類很多，主要有反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)、永磁式步進(jìn)電動機(jī)、直線步進(jìn)電動機(jī)和平面步進(jìn)電動機(jī)等。步進(jìn)電動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈都有固定的步數(shù)，在不丟步的情況下運行，其步距角誤差不會長期積累，如果停機(jī)后某些相繞組仍保持通電狀態(tài)，還有自鎖能力。步進(jìn)電動機(jī)的角位移量口或線位移量S與脈沖數(shù)k成正比，如圖9—l(a)所示；電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或線速度u與脈沖頻率f成正比，如圖9—1(b)所示。電脈沖由專用驅(qū)動電源供給，每輸入一個脈沖，步進(jìn)電動機(jī)就前進(jìn)一步，如圖9—l所示，故稱為步進(jìn)電動機(jī)。　　 本章主要介紹小功率反應(yīng)式(磁阻式)步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、通電方式和矩角特性。　　 應(yīng)當(dāng)注意，永磁式電動機(jī)起動比較困難。時的值。如果軸上的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩超出一定限度，轉(zhuǎn)子不再以同步轉(zhuǎn)速運行，轉(zhuǎn)速降低甚至停轉(zhuǎn)，這就是同步電動機(jī)的“失步”現(xiàn)象。當(dāng)轉(zhuǎn)子上負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時，定子磁極軸線與轉(zhuǎn)子磁極軸線間的夾角J就會相應(yīng)增大，負(fù)載轉(zhuǎn)矩減小時夾角J又會減小，兩對磁極間的磁力線如同彈性的橡皮筋一樣。當(dāng)轉(zhuǎn)子加速到接近同步之后，異步轉(zhuǎn)矩同定子磁場與永久磁場產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)矩共同作用，將轉(zhuǎn)子牽入同步，即根據(jù)N極與S極相互吸引的原理，定子旋轉(zhuǎn)磁極與轉(zhuǎn)子永久磁極緊緊吸住，帶著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)同步電動機(jī)的定子接入交流電源后，產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場用一對旋轉(zhuǎn)磁極表示。　　 永磁式微型同步電動機(jī)的工作原理比較簡單，現(xiàn)以兩極永磁式微型同步電動機(jī)為例說明。轉(zhuǎn)子上裝有鼠籠繞組，作為起動繞組?！　?同步電動機(jī)本身無起動轉(zhuǎn)矩，一般需借助于輔助的電動機(jī)或利用異步起動，這是同步電動機(jī)的缺點。　　 微型同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子上無勵磁繞組，也不需電刷和滑環(huán)，因而結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便?！　?無論哪類轉(zhuǎn)子型式的微型同步電動機(jī)，都是定子旋轉(zhuǎn)磁場拖動轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。但是轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)型式和材料卻有很大差別，運行原理也就不同?！　?定子與一般異步電動機(jī)的定子相同，定子鐵芯通常由帶有齒和槽的沖片疊成，槽鋼內(nèi)嵌放三相或兩相繞組。微型同步電動機(jī)就具有這種特性。本章主要分析微型同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點及工作原理。1相繞組軸線的夾角為a2，井假設(shè)a2a1,a=a2a1。2稱為輸出繞組，輸出感應(yīng)電動勢凰。ZKB的轉(zhuǎn)子繞組Z39。3對應(yīng)連接，稱為同步繞組或整步繞組。ZKF的定子繞組引線端DDD3和ZKB的定子繞組引線端DD39。　第二節(jié) 控制式自整角機(jī)的工作原理　　 下面以控制式自整角機(jī)即控制式發(fā)送機(jī)(ZKF)和控制式變壓器(ZKB)成對運行為例?？刂剖阶哉菣C(jī)實際上是角位置失調(diào)檢測電機(jī)，精度較高，誤差范圍在3’一14’。　　 控制式自按角機(jī)的作用是作為角度和位置的檢測元件，將機(jī)械角度轉(zhuǎn)換為電信號或?qū)⒔嵌鹊臄?shù)字量轉(zhuǎn)換為電壓模擬量。力矩式自整角機(jī)的功用是實現(xiàn)轉(zhuǎn)角隨動的目的，即把機(jī)械角度轉(zhuǎn)換為力矩輸出，無力矩放大作用，接收誤差稍大，負(fù)載能力較差，其靜態(tài)誤差范圍在o．5’～2‘。當(dāng)成雙使用的自整角機(jī)按控制方式運行時，其中一個是控制式發(fā)送機(jī)(ZKF)，另一個是控制式變壓器(ZKB)。　　 自整角機(jī)在自控系統(tǒng)中一般成對或多臺組合使用，不能單機(jī)使用，機(jī)械上互不相連的兩根或多根機(jī)械軸保持相同的角變化或同步的旋轉(zhuǎn)變化。自整角機(jī)按功能分為力矩式和控制式兩種。定子和轉(zhuǎn)子之間有很小的氣隙。　　 2．電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(n≠o)　　 當(dāng)轉(zhuǎn)子被拖動，以轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動時，仍然忽略勵磁繞組的電阻R1和漏抗X1，脈動磁通φd不變，轉(zhuǎn)子繞組切割脈動磁通巾d，感應(yīng)切割電動勢Er,大小為：　　 電流j，建立的磁動勢Fr＝Frq為交軸磁動勢，產(chǎn)生頻率為fl的交軸脈動磁通φqo，盡管φd是交變的，方向有正有負(fù)，其感應(yīng)的Er和Ir也是交變的，但是由Ir建立的磁動勢第七章 自 整 角 機(jī)　　 在轉(zhuǎn)角隨動系統(tǒng)中，自整角機(jī)是一種能對角位移或角速度的偏差自動整步的感應(yīng)式控制電機(jī)，屬于測位用微特電機(jī)。　　 由于輸出繞組與勵磁繞組在空間相差90176。忽略勵磁繞組的電阻兄和漏抗Rl，有：　　 Ul=E＝4．44flNlφd (6—1)可知，φdUl，所當(dāng)電源電壓一定時，磁通φd也基本保持不變。測速發(fā)電機(jī)的勵磁繞組接恒頻恒壓的交流電源，勵磁電壓為u1，勵磁電流I1產(chǎn)生同頻率的脈動磁動勢幾和脈動磁通φd，在勵磁繞組的軸線方向脈動，稱為直軸磁動勢和直軸磁通。在機(jī)座號較小的電機(jī)中，一般把兩相繞組都放在內(nèi)定子上；對機(jī)座號較大的電機(jī)，常把勵磁繞組放在外定子上，輸出繞組放在內(nèi)定子上。　　 異步測速發(fā)電機(jī)的定子有兩相繞組，一相為勵磁繞組，匝數(shù)為N1，另一相為輸出繞組，匝數(shù)為N2，兩相繞組在空間位置上嚴(yán)格相差90176。在杯子內(nèi)還裝有一個由硅鋼片疊成的鐵芯，與杯子外部鐵芯相對固定，稱為內(nèi)定子，這是為了減少磁路的磁阻。下面以空心杯型異步測速發(fā)電機(jī)為例說明其結(jié)構(gòu)特點和工作原理?；\型轉(zhuǎn)子的異步測速發(fā)電機(jī)輸出斜率大，但特性差、誤差大、轉(zhuǎn)子慣量大，主要用于精度要求不高的系統(tǒng)中?！　?異步測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓頻率和勵磁電壓頻率相同而與轉(zhuǎn)速無關(guān)，其輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比，即：　　 U＝k2　　 在自控系統(tǒng)中，交流測速發(fā)電機(jī)的主要用途有：在計算解答裝置中作為解算元件；在伺服系統(tǒng)中作為阻尼元件，其典型用途與直流測速發(fā)電機(jī)相同。但由于內(nèi)、外定子間氣隙較大，所以勵磁電流就第六章 交流異步測速發(fā)電機(jī)　　 交流測速發(fā)電機(jī)分為同步和異步測速發(fā)電機(jī)兩種。　　 與籠型轉(zhuǎn)子相比，非磁性杯型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量很小，運行平滑，軸承摩擦阻轉(zhuǎn)矩小，無抖動現(xiàn)象。在內(nèi)、外定子之間有細(xì)長的空心轉(zhuǎn)子裝在轉(zhuǎn)軸上，空心轉(zhuǎn)子作成杯型，由非磁性材料鋁或銅制成，杯壁極薄，一般在0．3mm，如圖5—3所示。為了降低轉(zhuǎn)動慣量，鼠籠轉(zhuǎn)子做得細(xì)而長，如圖5—2所示。鼠籠轉(zhuǎn)子交流伺服電動機(jī)廣泛應(yīng)用于小功率自控系統(tǒng)中。所以交流伺服電動機(jī)是兩相的交流電動機(jī)。定子包括鐵芯和繞組，定子鐵芯由硅鋼片或坡莫合金疊壓而成，在鐵芯槽內(nèi)安放空間互差90176。伺服電動機(jī)應(yīng)有快速響應(yīng)，即電動機(jī)的機(jī)電時間常數(shù)要小，相應(yīng)的伺服電動機(jī)要有較大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和較小的轉(zhuǎn)動慣量，這樣，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速才能隨著控制電壓的改變而迅速變化。伺服電動機(jī)的機(jī)械特性是指控制電壓一定時，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的變化關(guān)系，調(diào)節(jié)特性是指電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時，轉(zhuǎn)速隨控制電壓的變化關(guān)系?！　?交流伺服電動機(jī)必須有寬廣的調(diào)速范圍，也就是指伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著控制電壓的改變能在寬廣的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。　　 交流伺服電動機(jī)通常是指兩相異步電動機(jī)，它在自動控制系統(tǒng)中，把輸入的電壓信號變換成轉(zhuǎn)軸的角速度輸出?！　?(4)控制功率要小，起動轉(zhuǎn)矩應(yīng)大?！　?(2)運行范圍內(nèi)應(yīng)具有線性特性，保匪運行的穩(wěn)定性?！　?第一節(jié) 概 述　　 交流伺服電動機(jī)在小功率隨動系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，輸出功率一般為0．1～l00W?！　?如圖4—2所示，表示了正弦繞組中各元件在空間沿轉(zhuǎn)子圓周外圓分布的情況及空間磁動勢的分布情第五章 交流伺服電動機(jī)　　 本章主要介紹兩相交流伺服電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性，著重分析脈動磁場和旋轉(zhuǎn)磁場的基本概念及產(chǎn)生原理，詳細(xì)分析交流伺服電動機(jī)的運行原理，闡述轉(zhuǎn)差與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系及產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的原因和消除自轉(zhuǎn)的方法，論述交流伺服電動機(jī)的調(diào)速原理。通常有兩種分布形式：第一類是繞組的軸線對準(zhǔn)槽的中心線；第二類是繞組的軸線對準(zhǔn)齒的中心線。缺點為工藝性差，繞組系數(shù)低?！　?雙層短距分布繞組能夠達(dá)到較高的繞組精度并有良好的工藝性，但在繞組中存在一定量的諧波磁動勢分量，其所引起的正余弦函數(shù)的誤差達(dá)o．01