《控制電機(jī)》PPT課件

《《控制電機(jī)》PPT課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《控制電機(jī)》PPT課件（50頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、海 南 風(fēng) 光第 7章控 制 電 機(jī) 第 7章 控 制 電 機(jī) 概 述步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 1 結(jié) 構(gòu) 2 工 作 方 式 3 小 步 距 角 的 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī)伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 1 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 2 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 微 控 電 機(jī) 微 控 電 機(jī) 由 驅(qū) 動(dòng) 微 電 機(jī) 和 控 制 電 機(jī) 構(gòu) 成 ， 簡(jiǎn) 稱 為 微 控 電機(jī) 。 在 本 質(zhì) 上 和 前 面 所 講 的 普 通 電 機(jī) 并 沒 有 區(qū) 別 ,只 是 他 們的 側(cè) 重 點(diǎn) 不 同 而 已 。 普 通 旋 轉(zhuǎn) 電 機(jī) 主 要 是 進(jìn) 行 能 量 變 換 ， 要求 有 較 高 的 力 能 指 標(biāo) ；

2、而 控 制 電 機(jī) 主 要 是 對(duì) 控 制 信 號(hào) 進(jìn) 行 傳遞 和 變 換 ， 要 求 有 較 高 的 控 制 性 能 ， 如 要 求 反 應(yīng) 快 、 精 度 高 、運(yùn) 行 可 靠 等 等 。 控 制 電 機(jī) 因 其 各 種 特 殊 的 控 制 性 能 而 常 在 自動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 中 作 為 執(zhí) 行 元 件 、 檢 測(cè) 元 件 和 解 算 元 件 。 1. 驅(qū) 動(dòng) 微 電 機(jī) ： 用 來 拖 動(dòng) 各 種 小 型 負(fù) 載 ， 功 率 一 般 都 在 750W以 下 ，最 小 的 不 到 1W， 外 形 尺 寸 較 小 ， 功 率 也 小 。2. 控 制 電 機(jī) ： 在 自 動(dòng) 控 制 系

3、 統(tǒng) 中 對(duì) 信 號(hào) 進(jìn) 行 傳 遞 和 變 換 ， 用 做 執(zhí) 行 元件 或 信 號(hào) 元 件 。 要 求 有 較 高 的 控 制 性 能 ， 如 ： 反 應(yīng) 快 、 精 度 高 、 運(yùn)行 可 靠 等 等 。 主 要 有 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 、 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 、 自 整角 機(jī) 和 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 等 。 前 面 介 紹 的 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 、 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 等 都 是 作 為動(dòng) 力 使 用 的 ， 其 主 要 任 務(wù) 是 能 量 轉(zhuǎn) 換 ， 例 如 將 電 能轉(zhuǎn) 換 為 機(jī) 械 能 。 本 章 介 紹 控 制 電 機(jī) 。 概 述 如 ： 伺 服 機(jī)

4、將 電 壓 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 為 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 ； 步 進(jìn) 機(jī) 將 脈 沖 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 為 角 位 移 或 線 位 移 。 控 制 電 機(jī) 的 主 要 功 能 是 轉(zhuǎn) 換 和 傳 遞 信 號(hào) ?？?制 電 機(jī) 的 種 類 很 多 ， 本 章 主 要 介 紹 步 進(jìn) 機(jī) 、 伺 服 機(jī) 。 對(duì) 控 制 電 機(jī) 的 主 要 要 求 ： 動(dòng) 作 靈 敏 、 準(zhǔn) 確 、重 量 輕 、 體 積 小 、 運(yùn) 行 可 靠 、 耗 電 少 等 。 1 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī)機(jī) 理 ： 步 進(jìn) 電 機(jī) 是 利 用 電 磁 鐵 原 理 ， 將 脈 沖 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 成 線 位 移 或 角 位 移 的 電 機(jī)

5、 。 每 來 一 個(gè) 電 脈 沖 ， 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 一 個(gè) 角 度 ， 帶 動(dòng) 機(jī) 械 移 動(dòng) 一 小 段 距 離 。特 點(diǎn) ： (1)來 一 個(gè) 脈 沖 ， 轉(zhuǎn) 一 個(gè) 步 距 角 。 (2)控 制 脈 沖 頻 率 ， 可 控 制 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 。 (3)改 變 脈 沖 順 序 ， 改 變 方 向 。 種 類 ： 有 勵(lì) 磁 式 和 反 應(yīng) 式 兩 種 。 兩 種 的 區(qū) 別 在 于 勵(lì) 磁 式 步進(jìn) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 子 上 有 勵(lì) 磁 線 圈 ， 反 應(yīng) 式 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 子上 沒 有 勵(lì) 磁 線 圈 。應(yīng) 用 ： 步 進(jìn) 機(jī) 的 應(yīng) 用 非 常 廣 泛 。 如 ： 在 數(shù)

6、控 機(jī) 床 、 自 動(dòng) 繪 圖 儀 等 設(shè) 備 中 都 得 到 應(yīng) 用 。 下 面 以 反 應(yīng) 式 步 進(jìn) 電 機(jī) 為 例 說 明 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 和工 作 原 理 。 結(jié) 構(gòu) 步 進(jìn) 機(jī) 主 要 由 兩 部 分 構(gòu) 成 ： 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 。 它 們 均由 磁 性 材 料 構(gòu) 成 ， 其 上 分 別 有 六 個(gè) 、 四 個(gè) 磁 極 。定 子轉(zhuǎn) 子 定 子 繞 組 定 子 的 六 個(gè) 磁 極 上 有 控 制 繞 組 ， 兩 個(gè) 相 對(duì) 的 磁 極組 成 一 相 。 注 意 ： 這 里 的 相 和 三 相 交 流 電 中 的 “ 相 ” 的 概 念不 同 。 步 進(jìn) 機(jī) 通 的

7、是 直 流 電 脈 沖 ， 這 主 要 是 指 線 圖的 聯(lián) 接 和 組 數(shù) 的 區(qū) 別 。 A BC 定 子轉(zhuǎn) 子 IA IBIC 工 作 方 式 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 工 作 方 式 可 分 為 ： 三 相 單 三 拍 、 三 相 單雙 六 拍 、 三 相 雙 三 拍 等 。1.1 三 相 單 三 拍（ 1） 三 相 繞 組 聯(lián) 接 方 式 ： Y 型（ 2） 三 相 繞 組 中 的 通 電 順 序 為 ：A 相 B 相 C 相通 電 順 序 也 可 以 為 ： A 相 C 相 B 相 （ 3） 工 作 過 程化 ， 吸 引 轉(zhuǎn) 子 ， 使 轉(zhuǎn) 子 的 位 置 力 圖 使 通 電 相 磁路

8、的 磁 阻 最 小 ， 使 轉(zhuǎn) 、 定 子 的 齒 對(duì) 齊 停 止 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。A 相 通 電 ， A 方 向 的 磁通 經(jīng) 轉(zhuǎn) 子 形 成 閉 合 回 路 。若 轉(zhuǎn) 子 和 磁 場(chǎng) 軸 線 方 向原 有 一 定 角 度 ， 則 在 磁場(chǎng) 的 作 用 下 ， 轉(zhuǎn) 子 被 磁A 相 通 電 使 轉(zhuǎn) 子 1、 3齒 和 AA 對(duì) 齊 。C A BB CA34 1 2 C A BB CA34 12同 理 ， B相 通 電 ， 轉(zhuǎn) 子 2、 4齒 和 B相 軸 線 對(duì) 齊 ，相 對(duì) A相 通 電 位 置 轉(zhuǎn) 30； C相 通 電 再 轉(zhuǎn) 30。1 C34 2C A BB A 這 種 工 作 方 式 ，

9、因 三 相 繞 組 中 每 次 只 有 一 相 通 電 ，而 且 ， 一 個(gè) 循 環(huán) 周 期 共 包 括 三 個(gè) 脈 沖 ， 所 以 稱 三 相單 三 拍 。三 相 單 三 拍 的 特 點(diǎn) ：（ 1） 每 來 一 個(gè) 電 脈 沖 ， 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 過 30。 此 角 稱 為步 距 角 ， 用 S表 示 。（ 2） 轉(zhuǎn) 子 的 旋 轉(zhuǎn) 方 向 取 決 于 三 相 線 圈 通 電 的 順 序 ，改 變 通 電 順 序 即 可 改 變 轉(zhuǎn) 向 。 1.2三 相 單 雙 六 拍三 相 繞 組 的 通 電 順 序 為 ： AABBBCCCAA 共 六 拍 。工 作 過 程 ：A相 通 電 ， 轉(zhuǎn) 子 1、

10、 3齒 和 A相 對(duì) 齊 。C A BB CA34 1 2 所 以 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 到 兩 磁 拉 力 平 衡 的 位 置 上 。 相 對(duì) AA 通 電 ， 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 了 15 。（ 1） BB 磁 場(chǎng) 對(duì) 2、 4 齒 有 磁 拉 力 ， 該 拉 力 使 轉(zhuǎn) 子 順 時(shí) 針 方 向 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。A、 B相 同 時(shí) 通 電（ 2） AA 磁 場(chǎng) 繼 續(xù) 對(duì) 1、 3齒 有 拉 力 。C A BB CA34 12 總 之 ， 每 個(gè) 循 環(huán) 周 期 ， 有 六 種 通 電 狀 態(tài) ， 所 以 稱為 三 相 六 拍 ， 步 距 角 為 15。C A BB CA34 12B相 通 電 ， 轉(zhuǎn) 子 2、

11、4齒 和 B相 對(duì) 齊 ， 又 轉(zhuǎn) 了 15。 三 、 三 相 雙 三 拍三 相 繞 組 的 通 電 順 序 為 ： AB BC CA AB 共 三 拍 。AB通 電C A BB CA34 12 C A BB CA34 12BC通 電 以 上 三 種 工 作 方 式 ， 三 相 雙 三 拍 和 三 相 單 雙 六拍 較 三 相 單 三 拍 穩(wěn) 定 ， 因 此 較 常 采 用 。工 作 方 式 為 三 相 雙 三拍 時(shí) ， 每 通 入 一 個(gè) 電脈 沖 ， 轉(zhuǎn) 子 也 是 轉(zhuǎn)30， 即 S = 30。CA通 電C A BB CA34 12 1.3 小 步 距 角 的 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 實(shí) 際

12、采 用 的 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 步 距 角 多 為 3度 和 1.5度 ， 步 距 角 越 小 ， 機(jī) 加 工 的 精 度 越 高 。為 產(chǎn) 生 小 步 距 角 ， 定 、 轉(zhuǎn) 子 都 做 成 多 齒 的 ，圖 中 轉(zhuǎn) 子 40個(gè) 齒 ， 定 子 仍 是 6個(gè) 磁 極 ， 但 每 個(gè) 磁極 上 也 有 五 個(gè) 齒 。 轉(zhuǎn) 子 的 齒 距 等 于 360/ 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 。 工 作 原 理 ： 假 設(shè) 是 單 三 拍 通 電 工 作 方 式 。

13、（ 1） A 相 通 電 時(shí) ， 定 子 A 相 的 五 個(gè) 小 齒 和 轉(zhuǎn) 子 對(duì)齊 。 此 時(shí) ， B 相 和 A 相 空 間 差 120， 含 120/9 = 齒 A 相 和 C 相 差 240， 含 240/ 9 = 個(gè)齒 。 所 以 ， A 相 的 轉(zhuǎn) 子 、 定 子 的 五 個(gè) 小 齒 對(duì)齊 時(shí) ， B 相 、 C 相 不 能 對(duì) 齊 ， B相 的 轉(zhuǎn) 子 、定 子 相 差 1/3 個(gè) 齒 （ 3） ， C相 的 轉(zhuǎn) 子 、 定子 相 差 2/3個(gè) 齒 （ 6） 。3113 3226 若 工 作 方 式 改 為 三 相 六 拍 ， 則 每 通 一 個(gè) 電 脈 沖 ，轉(zhuǎn) 子 只 轉(zhuǎn)

14、1.5 。異 步 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 方 向 仍 由 相 序 決 定 。同 理 ， C 相 通 電 再 轉(zhuǎn) 3 （ 2） A 相 斷 電 、 B 相 通 電 后 ， 轉(zhuǎn) 子 只 需 轉(zhuǎn) 過 1/3個(gè) 齒 （ 3） ， 使 B 相 轉(zhuǎn) 子 、 定 子 對(duì) 齊 。 f： 電 脈 沖 的 頻 率 轉(zhuǎn) 速 36060 sfn 步 進(jìn) 機(jī) 通 過 一 個(gè) 電 脈 沖 ,轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 過 的 角 度 ,稱 為步 距 角 。 m:一 個(gè) 周 期 的 運(yùn) 行 拍 數(shù)Zr： 轉(zhuǎn) 子 齒 數(shù)mZrS 360如 ： Zr=40 , m=3 時(shí) 3340360S步 距 角 三 、 相 關(guān) 概 念 ： 1、 靜 轉(zhuǎn) 矩 T：

15、 2、 步 距 角 ： 在 靜 轉(zhuǎn) 矩 的 作 用 下 ， 轉(zhuǎn) 子 齒 每 前 進(jìn) 一 步 在 電 機(jī)圓 周 上 所 跨 過 的 距 離 ， 我 們 用 一 個(gè) 角 度 來 表 示 ， 叫 做 步 距 角 。 3、 拍 (N)： 每 改 變 一 次 通 電 方 式 叫 做 一 拍 ， 常 用 為 三 拍 。 4、 通 電 循 環(huán) ： 控 制 繞 組 各 完 成 一 次 通 電 形 成 一 個(gè) 通 電 循 環(huán) ，通 過 后 面 的 分 析 ， 我 們 可 以 發(fā) 現(xiàn) ， 每 經(jīng) 過 一 個(gè) 通 電 循 環(huán) ， （ 即對(duì) 應(yīng) 一 個(gè) 2的 空 間 電 角 度 ） 轉(zhuǎn) 子 齒 前 進(jìn) 一 個(gè) 齒 距

16、 的 距 離 ， 因此 ， 轉(zhuǎn) 子 一 個(gè) 齒 距 對(duì) 應(yīng) 一 個(gè) 2的 空 間 電 角 度 。 5、 單 ： 每 次 改 變 通 電 方 式 只 有 一 個(gè) 繞 組 通 電 6、 雙 ： 每 改 變 一 次 通 電 方 式 有 兩 相 繞 組 同 時(shí) 通 電 . 7、 三 相 單 三 拍 ： 三 相 單 ， 雙 六 拍 ； 三 相 雙 三 拍 。 因 此 ,它 的 通 電 順 序 為 A-B-C-A,如 果 反 向 ,即 為 A-C-B-A 四 、 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 應(yīng) 用 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 是 用 脈 沖 信 號(hào) 控 制 的 ， 一 周 的 步 數(shù) 是 固 定的 ， 只 要 不 丟 步

17、 ， 角 位 移 誤 差 不 存 在 長 期 積 累 的 情 況 ， 主要 用 于 數(shù) 字 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 精 度 高 ， 運(yùn) 行 可 靠 。 如 采 用 位 置檢 測(cè) 和 速 度 反 饋 ， 亦 可 實(shí) 現(xiàn) 閉 環(huán) 控 制 。 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 已 廣 泛 地 應(yīng) 用 于 數(shù) 字 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 如 數(shù) 模轉(zhuǎn) 換 裝 置 、 數(shù) 控 機(jī) 床 、 計(jì) 算 機(jī) 外 圍 設(shè) 備 、 自 動(dòng) 記 錄 儀 、 鐘表 等 之 中 ， 另 外 在 工 業(yè) 自 動(dòng) 化 生 產(chǎn) 線 、 印 刷 設(shè) 備 等 中 亦 有應(yīng) 用 。 7.3 伺 服 電 動(dòng) 機(jī)伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 的 作 用 伺 服

18、 電 動(dòng) 機(jī) （ 執(zhí) 行 電 動(dòng) 機(jī) ） ， 它 將 輸 入 的 電 壓 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 變?yōu)?轉(zhuǎn) 軸 的 角 位 移 或 角 速 度 輸 出 ， 改 變 輸 入 信 號(hào) 的 大 小 和 極 性可 以 改 變 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 與 轉(zhuǎn) 向 ， 故 輸 入 的 電 壓 信 號(hào) 又 稱為 控 制 信 號(hào) 或 控 制 電 壓 。 根 據(jù) 使 用 電 源 的 不 同 ， 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 分 為 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī)和 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 兩 大 類 。 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 輸 出 功 率 較 大 ，功 率 范 圍 為 1 600瓦 ， 有 的 甚 至 可 達(dá) 上 千

19、 瓦 ； 而 交 流 伺 服 電動(dòng) 機(jī) 輸 出 功 率 較 小 ， 功 率 范 圍 一 般 為 0.1 100瓦 。 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 和 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 。伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 分 類 ： 一 、 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 實(shí) 際 上 就 是 他 勵(lì) 直 流 電 動(dòng) 機(jī) ， 只 不 過 直流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 輸 出 功 率 較 小 而 已 。 輸 入 的 控 制 信 號(hào) ， 既 可 加 到 勵(lì) 磁 繞 組 上 ， 也 可 加 到 電 樞繞 組 上 ： 若 把 控 制 信 號(hào) 加 到 電 樞 繞 組 上 ， 通 過 改 變 控 制 信 號(hào)的

20、 大 小 和 極 性 來 控 制 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 的 大 小 和 方 向 ， 這 種 方 式 叫 電樞 控 制 ； 若 把 控 制 信 號(hào) 加 到 勵(lì) 磁 繞 組 上 進(jìn) 行 控 制 ， 這 種 方 式叫 磁 場(chǎng) 控 制 。二 、 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) ： 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 就 是 兩 相 異 步 電 動(dòng) 機(jī) ， 定 子 側(cè) 繞 組 在 空 間相 差 90度 擺 放 ， 轉(zhuǎn) 子 是 鼠 籠 式 的 。 可 通 過 幅 值 、 相 位 或 幅 -相控 制 法 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 其 轉(zhuǎn) 速 和 轉(zhuǎn) 向 的 控 制 。 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 原 理 與 兩 相 交 流 異 步 電 機(jī)

21、 相 同 ， 定 子 上 裝 有 兩 個(gè)繞 組 勵(lì) 磁 繞 組 和 控 制 繞 組 。勵(lì) 磁 繞 組 和 控 制 繞 組 在 空 間 相 隔 90?？?制 繞 組勵(lì) 磁 繞 組 轉(zhuǎn) 子 勵(lì) 磁 繞 組 中 串 聯(lián) 電 容 C的 目 的 是 為 了 產(chǎn) 生 兩 相 旋轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 。接 線 ：勵(lì) 磁 繞 組 的 接 線U CU1I 1U 放大器控 制 繞 組 的 接 線檢測(cè)元件控 制 信 號(hào) 2U2IU 適 當(dāng) 選 擇 電 容 的 大 小 ， 可 使 通 入 兩 個(gè) 繞 組 的 電 流相 位 差 接 近 90， 因 此 便 產(chǎn) 生 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) ， 在 旋 轉(zhuǎn) 磁場(chǎng) 的 作 用 下 ， 轉(zhuǎn) 子

22、便 轉(zhuǎn) 動(dòng) 起 來 。1 U CU1 I1U例 ： 選 擇 電 容 ， 可 使 交 流 伺 服 電 機(jī) 電 路 中 的 電 壓 電流 的 相 量 關(guān) 系 如 圖 所 示 。勵(lì) 磁 繞 組 的 接 線U CU1I 1U 放大器控 制 繞 組 的 接 線檢測(cè)元件控 制 信 號(hào) 2U2IU 工 作 時(shí) 兩 個(gè) 繞 組 中 產(chǎn) 生 的 電 流 和 的 相位 差 近 90 ， 因 此 便 產(chǎn) 生 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 。 在 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng)的 作 用 下 ， 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 動(dòng) 起 來 。 1I 2I 控 制 電 壓 與電 源 電 壓 兩者 頻 率 相 同 ， 相位 相 同 或 反 相 。2UU （ 1） U2=

23、 0 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 子 停 止 。 這 時(shí) ， 雖 然 U2 =0V， U1仍 存 在 ， 似 乎成 單 相 運(yùn) 行 狀 態(tài) ， 但 和 單 相 異 步 機(jī) 不 同 。若 單 相 電 機(jī) 啟 動(dòng) 運(yùn) 行 后 ， 出 現(xiàn) 單 相 后 仍 轉(zhuǎn) 。伺 服 電 機(jī) 不 同 ， 單 相 電 壓 時(shí) 設(shè) 備 不 能 轉(zhuǎn) 。交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 的 特 點(diǎn) ：原 因 ： 交 流 伺 服 電 機(jī) R2設(shè) 計(jì) 得 較 大 。 所 以在 U2=0時(shí) ， 交 流 伺 服 電 機(jī) 的 T=f(s)曲 線 如 下頁 圖 ： 當(dāng) U2=0V時(shí) ， 脈 動(dòng) 磁 場(chǎng) 分 成 的 正 反 向 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 產(chǎn) 生的 轉(zhuǎn)

24、距 T、 T 的 合 成 轉(zhuǎn) 矩 T 與 單 相 異 步 機(jī) 不 同 。 合成 轉(zhuǎn) 矩 的 方 向 與 旋 轉(zhuǎn) 方 向 相 反 ， 所 以 電 機(jī) 在 U2=0V時(shí) ，能 立 即 停 止 ， 體 現(xiàn) 了 控 制 信 號(hào) 的 作 用 (有 控 制 電 壓 時(shí)轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 無 控 制 電 壓 時(shí) 不 轉(zhuǎn) )， 以 免 失 控 。交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 的T=f(s)曲 線 （ U2=0時(shí) ） sT 210 sTTT 02 1 反 轉(zhuǎn)正 轉(zhuǎn) （ 3） 控 制 電 壓 U2 大 小 變 化 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 相 應(yīng) 變化 ， 轉(zhuǎn) 速 與 電 壓 U2 成 正 比 。 U2 的 極 性 改 變時(shí)

25、 ， 轉(zhuǎn) 子 的 轉(zhuǎn) 向 改 變 。（ 2） 交 流 伺 服 電 機(jī) R2設(shè) 計(jì) 得 較 大 ， 使 Sm1， Tst大 ，啟 動(dòng) 迅 速 ， 穩(wěn) 定 運(yùn) 行 范 圍 大 。交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 的 機(jī) 械 特 性 曲 線 ( U 1=const )n T U20.8 U20.6 U20.4 U2 Tn 交 流 伺 服 電 機(jī) 的 輸 出 功 率 一 般 為 0.1-100 W， 電源 頻 率 分 50H z、 400H z等 多 種 。 它 的 應(yīng) 用 很 廣 泛 ，如 用 在 自 動(dòng) 控 制 、 溫 度 自 動(dòng) 記 錄 等 系 統(tǒng) 中 。應(yīng) 用 2.2 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī)結(jié)

26、構(gòu) ： 與 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 基 本 相 同 。 為 減 小 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 做得 細(xì) 長 一 些 。工 作 原 理 ： 與 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 相 同 。供 電 方 式 ： 他 勵(lì) 。 勵(lì) 磁 繞 組 和 電 樞 由 兩 個(gè) 獨(dú) 立 電源 供 電 ： M U 1IfIaU2放大器UU1為 勵(lì) 磁 電 壓 ， U2為 電 樞 電 壓 。 由 機(jī) 械 特 性 可 知 ：(1)U1（ 即 磁 通 ） 不 變 時(shí) ， 一 定 的 負(fù) 載 下 ， U2,n。(2)U2=0時(shí) ， 電 機(jī) 立 即 停 轉(zhuǎn) 。反 轉(zhuǎn) ： 電 樞 電 壓 的 極 性 改 變 ， 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 。直 流 伺 服 電 機(jī) 的

27、 機(jī) 械 特性 公 式 與 他 勵(lì) 直 流 電 機(jī)一 樣 ： TKK RKUn TE aE 22 機(jī) 械 特 性 曲 線U20.8U20.6U20.4U2n T 直 流 伺 服 電 機(jī) 的 特 性 較 交 流 伺 服 電 機(jī) 硬 。 經(jīng) 常用 在 功 率 稍 大 的 系 統(tǒng) 中 ， 它 的 輸 出 功 率 一 般 為 1-600W。 它 的 用 途 很 多 ， 如 隨 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 的 位 置 控制 等 。應(yīng) 用 ： 3 微 型 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 微 型 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 的 定 子 結(jié) 構(gòu) 與 一 般 的 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 相 同 ， 可以 是 三 相 的 也 可 是 單 相 的 ，

28、 但 轉(zhuǎn) 子 結(jié) 構(gòu) 不 同 。 根 據(jù) 轉(zhuǎn) 子 結(jié) 構(gòu) 的不 同 ， 微 型 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 主 要 分 為 永 磁 式 、 反 應(yīng) 式 、 磁 滯 式 等 ，另 外 為 了 提 高 力 能 指 標(biāo) ， 還 將 磁 滯 式 與 其 他 形 式 結(jié) 合 起 來 。一 、 永 磁 式 微 型 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 永 磁 式同 步 電 動(dòng) 機(jī)功 率 小 ， 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 在電 氣 儀 表 中應(yīng) 用 較 多 。 二 、 反 應(yīng) 式 微 型 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 反 應(yīng) 式 微 型 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 子 用 磁 極 材 料 和 非 磁 極 材 料 拼 鑲 而 成 ， 使其 直 軸 方

29、向 的 磁 阻 小 而 交 軸 方 向 的 磁 阻 大 。 當(dāng) 反 應(yīng) 式 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 定 子 繞 組接 交 流 電 源 ， 由 于 直 軸 和 交 軸 的 磁 阻 不 同 ， 從 而 形 成 磁 阻 轉(zhuǎn) 矩 （ 也 叫 反 應(yīng)轉(zhuǎn) 矩 ） ， 拖 動(dòng) 負(fù) 載 同 步 運(yùn) 行 。三 、 磁 滯 式 微 型 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 磁 滯 材 料 層 用 硬 磁 材 料 制 成 ， 憑 借 磁 滯 轉(zhuǎn) 矩 而 能 自 行 起 動(dòng) ， 在 起動(dòng) 過 程 中 ， 磁 滯 角 的 大 小 僅 僅 取 決 于 硬 磁 材 料 的 磁 化 特 性 ， 而 與 旋 轉(zhuǎn) 磁 通勢(shì) 和 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速

30、 無 關(guān) ， 轉(zhuǎn) 子 的 硬 磁 材 料 在 旋 轉(zhuǎn) 磁 化 下 ， 磁 滯 角 是 恒 定 的 。 4 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器一 、 定 義 ： 當(dāng) 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 的 定 子 繞 組 施 加 單 相 交 流 電 時(shí) ，其 轉(zhuǎn) 子 繞 組 輸 出 的 電 壓 與 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 角 成 正 弦 余 弦 關(guān) 系 或 線 性關(guān) 系 等 函 數(shù) 關(guān) 系 。二 、 分 類 ： 根 據(jù) 輸 出 的 函 數(shù) 關(guān) 系 的 不 同 ， 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 可 分 為 很 多 類 ，其 中 正 余 弦 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 ， 線 性 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 較 為 常 用 。 D3 D4 Z4 D1 D Z12 Z3

31、4 UD Z 3 b D2 Z1 Z2 常 在 自 動(dòng) 控 制 系統(tǒng) 中 作 解 算 元 件可 進(jìn) 行 矢 量 求 解 、坐 標(biāo) 變 換 、 加 減乘 除 運(yùn) 算 微 分 積分 運(yùn) 算 ， 也 可 在角 度 傳 輸 系 統(tǒng) 中作 自 整 角 機(jī) 使 用 。 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 是 一 種 輸 出 電 壓 隨 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 角 按 一 定 的 函 數(shù)關(guān) 系 變 化 的 精 密 信 號(hào) 元 件 ， 在 計(jì) 算 解 答 裝 置 和 自 動(dòng) 控制 裝 置 中 作 座 標(biāo) 變 換 、 三 角 運(yùn) 算 和 角 度 信 號(hào) 傳 輸 之 用 ，也 可 用 作 比 例 調(diào) 整 。 在 同 步 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 中

32、， 可 作 四 線 控 制 式 自 整 角 機(jī) 使 用 。有 正 余 弦 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 、 線 性 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 、 比 例 式 旋 轉(zhuǎn)變 壓 器 及 旋 變 發(fā) 送 機(jī) 等 多 種 類 型 。 雙 通 道 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器具 有 很 高 的 電 氣 精 度 ， 采 用 粗 機(jī) 與 精 機(jī) 共 磁 路 和 精 確正 弦 繞 組 的 特 殊 設(shè) 計(jì) ， 特 別 適 于 系 統(tǒng) 的 高 精 度 角 度 信號(hào) 傳 輸 之 用 。 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 是 一 種 常 用 的 轉(zhuǎn) 角 檢 測(cè) 元 件 ，由 于 它 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 工 作 可 靠 ， 且 其 精 度

33、能 滿 足 一 般 的檢 測(cè) 要 求 ， 因 此 被 廣 泛 應(yīng) 用 在 數(shù) 控 機(jī) 床 上 。 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 的 結(jié) 構(gòu) 和 兩 相 繞 線 式 異 步 電 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 相 似 ，可 分 為 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 兩 大 部 分 。 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 的 鐵 心 由 鐵鎳 軟 磁 合 金 或 硅 鋼 薄 板 沖 成 的 槽 狀 心 片 疊 成 。 它 們 的繞 組 分 別 嵌 入 各 自 的 槽 狀 鐵 心 內(nèi) 。 定 子 繞 組 通 過 固 定在 殼 體 上 的 接 線 柱 直 接 引 出 。 轉(zhuǎn) 子 繞 組 有 兩 種 不 同 的引 出 方 式 。 根 據(jù) 轉(zhuǎn) 子 繞 組 兩

34、種 不 同 的 引 出 方 式 ， 旋 轉(zhuǎn)變 壓 器 分 為 有 刷 式 和 無 刷 式 兩 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 。 常 見 的 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 一 般 有 兩 極 繞 組 和 四 極 繞 組 兩 種 結(jié)構(gòu) 形 式 。 兩 極 繞 組 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 的 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 各 有 一 對(duì)磁 極 ， 四 極 繞 組 則 有 兩 對(duì) 磁 極 ， 主 要 用 于 高 精 度 的 檢測(cè) 系 統(tǒng) 。 除 此 之 外 ， 還 有 多 極 式 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 ， 用 于 高精 度 絕 對(duì) 式 檢 測(cè) 系 統(tǒng) 。 5 自 整 角 機(jī)一 、 定 義 ： 在 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 常 常

35、需 要 指 示 位 置 和 角 度 的 數(shù) 值 ， 或 者 需 要 遠(yuǎn)距 離 調(diào) 節(jié) 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 的 速 度 ， 或 者 需 要 某 一 根 或 多 根 軸 隨 著 另 外 的 與 其 無機(jī) 械 連 接 的 軸 同 步 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 這 樣 ， 就 出 現(xiàn) 了 自 整 角 機(jī) ， 即 用 來 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 指示 角 度 和 同 步 傳 輸 角 度 的 一 類 控 制 電 機(jī) 。二 、 分 類 ： 自 整 角 機(jī) 按 自 整 角 輸 出 量 可 分 為 力 矩 式 自 整 角 機(jī) 和 控 制 式 自 整 角 機(jī)兩 種 。三 、 應(yīng) 用 ： 常 用 于 位 置 和 角 度 的 遠(yuǎn) 距 離 指

36、示 ， 如 在 飛 機(jī) 、 艦 船 中 用 于 角 度 位 置 、 高 度 的 指 示 ， 雷 達(dá) 系 統(tǒng) 中 用 于 無 線 定 位 等 等 ； 另 一 方 面 常 用 于 遠(yuǎn) 距 離 控制 系 統(tǒng) 中 ， 如 軋 鋼 機(jī) 軋 輥 控 制 和 指 示 系 統(tǒng) 、 核 反 應(yīng) 堆 的 控 制 棒 指 示 等 等 。 6 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 是 一 種 測(cè) 量 轉(zhuǎn) 速 的 微 型 發(fā) 電 機(jī) ， 它 把 輸 入 的機(jī) 械 轉(zhuǎn) 速 變 換 為 電 壓 信 號(hào) 輸 出 ， 并 要 求 輸 出 的 電 壓 信 號(hào) 與 轉(zhuǎn)速 成 正 比 ： U2=Cn 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 分 直 流

37、 和 交 流 兩 大 類 。 電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī) （微型他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)） 永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī) （微型直流發(fā)電機(jī)） 直流測(cè)速發(fā)電機(jī) 直 線 電 機(jī) 可 以 認(rèn) 為 是 旋 轉(zhuǎn) 電 機(jī) 在 結(jié) 構(gòu) 方 面 的 一 種 變 形 ， 它 可 以 看 作 是 一 臺(tái) 旋 轉(zhuǎn) 電 機(jī) 沿 其 徑 向 剖 開 ，然 后 拉 平 演 變 而 成 。 近 年 來 ， 隨 著 自 動(dòng) 控 制 技 術(shù) 和 微 型 計(jì) 算 機(jī) 的 高 速 發(fā) 展 ， 對(duì) 各 類 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 的 定 位精 度 提 出 了 更 高 的 要 求 ， 在 這 種 情 況 下 ， 傳 統(tǒng) 的 旋 轉(zhuǎn) 電 機(jī) 再 加 上 一 套

38、 變 換 機(jī) 構(gòu) 組 成 的 直 線 運(yùn) 動(dòng) 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 ，已 經(jīng) 遠(yuǎn) 不 能 滿 足 現(xiàn) 代 控 制 系 統(tǒng) 的 要 求 ， 為 此 ， 近 年 來 世 界 許 多 國 家 都 在 研 究 、 發(fā) 展 和 應(yīng) 用 直 線 電 機(jī) ， 使得 直 線 電 機(jī) 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 越 來 越 廣 。 直 線 電 機(jī) 與 旋 轉(zhuǎn) 電 機(jī) 相 比 ， 主 要 有 如 下 幾 個(gè) 特 點(diǎn) ：1、 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 由 于 直 線 電 機(jī) 不 需 要 把 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 變 成 直 線 運(yùn) 動(dòng) 的 附 加 裝 置 ， 因 而 使 得 系 統(tǒng) 本 身 的 結(jié) 構(gòu) 大 為 簡(jiǎn) 化 ， 重 量和 體 積 大

39、大 地 下 降 ；2、 定 位 精 度 高 在 需 要 直 線 運(yùn) 動(dòng) 的 地 方 ， 直 線 電 機(jī) 可 以 實(shí) 現(xiàn) 直 接 傳 動(dòng) ， 因 而 可 以 消 除 中 間 環(huán) 節(jié) 所 帶 來 的 各 種 定 位 誤 差 ，故 定 位 精 度 高 ， 如 采 用 微 機(jī) 控 制 ， 則 還 可 以 大 大 地 提 高 整 個(gè) 系 統(tǒng) 的 定 位 精 度 ；3、 反 應(yīng) 速 度 快 、 靈 敏 度 高 ， 隨 動(dòng) 性 好 直 線 電 機(jī) 容 易 做 到 其 動(dòng) 子 用 磁 懸 浮 支 撐 ， 因 而 使 得 動(dòng) 子 和 定 子 之 間 始 終 保 持 一 定 的 空 氣 隙 而 不 接 觸 ，這

40、就 消 除 了 定 、 動(dòng) 子 間 的 接 觸 摩 擦 阻 力 ， 因 而 大 大 地 提 高 了 系 統(tǒng) 的 靈 敏 度 、 快 速 性 和 隨 動(dòng) 性 ；4、 工 作 安 全 可 靠 、 壽 命 長 直 線 電 機(jī) 可 以 實(shí) 現(xiàn) 無 接 觸 傳 遞 力 ， 機(jī) 械 摩 擦 損 耗 幾 乎 為 零 ， 所 以 故 障 少 ， 免 維 修 ， 因 而 工 作 安 全 可 靠 、壽 命 長 。 7 直 線 電 機(jī) 直 線 電 機(jī) 主 要 應(yīng) 用 于 三 個(gè) 方 面 ： 一 是 應(yīng) 用 于 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) ， 這 類 應(yīng) 用 場(chǎng) 合 比 較 多 ； 其 次 是 作 為 長期 連 續(xù) 運(yùn)

41、行 的 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) ； 三 是 應(yīng) 用 在 需 要 短 時(shí) 間 、 短 距 離 內(nèi) 提 供 巨 大 的 直 線 運(yùn) 動(dòng) 能 的 裝 置 中 。高 速 磁 懸 浮 列 車 磁 懸 浮 列 車 是 直 線 電 機(jī) 實(shí) 際 應(yīng) 用 的 最 典 型 的 例 子 ， 目 前 ， 美 、 英 、 日 、 法 、 德 、 加 拿 大 等 國 都在 研 制 直 線 懸 浮 列 車 ， 其 中 日 本 進(jìn) 展 最 快 。直 線 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 的 電 梯 世 界 上 第 一 臺(tái) 使 用 直 線 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 的 電 梯 是 1990年 4月 安 裝 于 日 本 東 京 都 關(guān) 島 區(qū) 萬 世 大 樓 ，

42、該 電 梯載 重 600kg， 速 度 為 105m/min， 提 升 高 度 為 22.9m。 由 于 直 線 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 的 電 梯 沒 有 曳 引 機(jī) 組 ， 因 而建 筑 物 頂 的 機(jī) 房 可 省 略 。 如 果 建 筑 物 的 高 度 增 至 1000米 左 右 ， 就 必 須 使 用 無 鋼 絲 繩 電 梯 ， 這 種 電 梯采 用 高 溫 超 導(dǎo) 技 術(shù) 的 直 線 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) ， 線 圈 裝 在 井 道 中 ， 轎 廂 外 裝 有 高 性 能 永 磁 材 料 ， 就 如 磁 懸 浮 列車 一 樣 ， 采 用 無 線 電 波 或 光 控 技 術(shù) 控 制 。超 高 速 電

43、 動(dòng) 機(jī) 在 旋 轉(zhuǎn) 超 過 某 一 極 限 時(shí) ， 采 用 滾 動(dòng) 軸 承 的 電 動(dòng) 機(jī) 就 會(huì) 產(chǎn) 生 燒 結(jié) 、 損 壞 現(xiàn) 象 。 為 此 近 年 來 ， 國 外 研 制 了 一 種 直 線 懸 浮 電 動(dòng) 機(jī) （ 電 磁 軸 承 ） ， 采 用 懸 浮 技 術(shù) 使 電 機(jī) 的 動(dòng) 子 懸 浮 在 空 中 ， 消 除 了 動(dòng) 子 和定 子 之 間 的 機(jī) 械 接 觸 和 摩 擦 阻 力 ， 其 轉(zhuǎn) 速 可 達(dá) 25000 100000r/min以 上 ， 因 而 在 高 速 電 動(dòng) 機(jī) 和 高 速主 軸 部 件 上 得 到 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 如 日 本 安 川 公 司 新 近

44、研 制 的 多 工 序 自 動(dòng) 數(shù) 控 車 床 用 5軸 可 控 式 電 磁 高速 主 軸 采 用 兩 個(gè) 經(jīng) 向 電 磁 軸 承 和 一 個(gè) 軸 向 推 力 電 磁 軸 承 ， 可 在 任 意 方 向 上 承 受 機(jī) 床 的 負(fù) 載 。 在 軸 的中 間 ， 除 配 有 高 速 電 動(dòng) 機(jī) 以 外 ， 還 配 有 與 多 工 序 自 動(dòng) 數(shù) 控 車 床 相 適 應(yīng) 的 工 具 自 動(dòng) 交 換 機(jī) 構(gòu)圓 弧 插 補(bǔ) 結(jié) 束 。 直 線 電 動(dòng) 機(jī) （ linear motor） 直 線 電 動(dòng) 機(jī) 是 一 種 將 電 能 直 接 轉(zhuǎn) 換 成 直 線 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 械 能 的 電 力 傳 動(dòng) 裝

45、置 。 它 可 以 省 去 大 量 中 間傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) ， 加 快 系 統(tǒng) 反 映 速 度 ， 提 高 系 統(tǒng) 精 確 度 ， 所 以 得 到 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 直 線 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 的 工 作 原 理 和 旋 轉(zhuǎn) 式 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 一 樣 ， 定 子 繞 組 與 交 流 電 源 相 連 接 ， 通 以 多相 交 流 電 流 后 ， 則 在 氣 隙 中 產(chǎn) 生 一 個(gè) 平 穩(wěn) 的 行 波 磁 場(chǎng) （ 當(dāng) 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 半 徑 很 大 時(shí) ， 就 成 了 直 線 運(yùn) 動(dòng)的 行 波 磁 場(chǎng) ） 。 該 磁 場(chǎng) 沿 氣 隙 作 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 同 時(shí) ， 在 動(dòng) 子 導(dǎo) 體

46、 中 感 應(yīng) 出 電 動(dòng) 勢(shì) ， 并 產(chǎn) 生 電 流 ， 這個(gè) 電 流 與 行 波 磁 場(chǎng) 相 互 作 用 產(chǎn) 生 異 步 推 動(dòng) 力 ， 使 動(dòng) 子 沿 行 波 方 向 作 直 線 運(yùn) 動(dòng) 。 若 把 直 線 異 步 電 動(dòng)機(jī) 定 子 繞 組 中 電 源 相 序 改 變 一 下 ， 則 行 波 磁 場(chǎng) 移 動(dòng) 方 向 也 會(huì) 反 過 來 ， 根 據(jù) 這 一 原 理 ， 可 使 直 線 異步 電 動(dòng) 機(jī) 作 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) 。 直 線 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 主 要 用 于 功 率 較 大 場(chǎng) 合 的 直 線 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) ， 如 門 自 動(dòng) 開 閉 裝 置 ， 起 吊 、 傳 遞 和升

47、 降 的 機(jī) 械 設(shè) 備 ， 驅(qū) 動(dòng) 車 輛 ， 尤 其 是 用 于 高 速 和 超 速 運(yùn) 輸 等 。 由 于 牽 引 力 或 推 動(dòng) 力 可 直 接 產(chǎn) 生 ，不 需 要 中 間 連 動(dòng) 部 分 ， 沒 有 摩 擦 ， 無 噪 聲 ， 無 轉(zhuǎn) 子 發(fā) 熱 ， 不 受 離 心 力 影 響 等 問 題 。 因 此 ， 其 應(yīng) 用將 越 來 越 廣 。 直 線 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 由 于 性 能 優(yōu) 越 ， 應(yīng) 用 場(chǎng) 合 與 直 線 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 相 同 ， 有 取 代 趨 勢(shì) 。 直線 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 應(yīng) 用 于 數(shù) 控 繪 圖 儀 、 記 錄 儀 、 數(shù) 控 制 圖 機(jī) 、 數(shù)

48、控 裁 剪 機(jī) 、 磁 盤 存 儲(chǔ) 器 、 精 密 定 位 機(jī)構(gòu) 等 設(shè) 備 中 。 直 線 電 動(dòng) 機(jī) 較 多 地 應(yīng) 用 于 各 種 定 位 系 統(tǒng) 和 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 。 大 功 率的 直 線 電 動(dòng) 機(jī) 還 常 用 于 電 氣 鐵 路 高 速 列 車 的 牽 引 、 魚 雷 的 發(fā) 射 等裝 備 中 。 直 線 電 動(dòng) 機(jī) 按 原 理 分 為 直 流 直 線 電 動(dòng) 機(jī) 、 交 流 直 線 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 、 直 線 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 和交 流 直 線 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 。 以 前 3種 應(yīng) 用 較 多 。 按 結(jié) 構(gòu) 可 分 為 單 邊 型 和 雙 邊 型 兩 種 。

49、 在 單邊 型 結(jié) 構(gòu) 中 ， 定 子 和 動(dòng) 子 之 間 受 有 較 大 的 單 邊 磁 拉 力 ； 雙 邊 型 結(jié) 構(gòu) 由 于 兩 邊 磁 拉 力互 相 平 衡 ， 支 承 部 分 摩 擦 力 較 小 ， 動(dòng) 作 比 較 靈 活 。 直 流 供 電 的 直 線 電 動(dòng) 機(jī) 。 由 一 套 磁 極 和 一 組 繞 組 構(gòu) 成 。 繞 組 中 的 電 流 有 的 通 過 電刷 和 換 向 片 結(jié) 構(gòu) 引 入 ， 稱 刷 型 ； 有 的 不 經(jīng) 換 向 器 和 電 刷 ， 直 接 用 導(dǎo) 線 引 入 ， 稱 無 刷型 。 直 流 直 線 電 動(dòng) 機(jī) 由 于 推 力 與 電 樞 電 流 成 正 比

50、 ， 速 度 與 電 樞 電 壓 成 正 比 ， 故 具 有良 好 的 線 性 控 制 特 性 ， 它 與 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 配 合 ， 可 以 進(jìn) 行 精 密 的 調(diào) 節(jié) 和 控 制 ， 適 用于 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) ， 例 如 計(jì) 算 機(jī) 磁 盤 驅(qū) 動(dòng) 器 的 磁 頭 定 位 系 統(tǒng) 。 交 流 直 線 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 由 旋 轉(zhuǎn) 式 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 演 變 而 來 。 其 工 作 原 理 和 旋 轉(zhuǎn) 式 異步 電 動(dòng) 機(jī) 相 同 。 主 要 由 原 邊 和 副 邊 兩 部 分 組 成 ， 嵌 有 線 圈 的 部 分 為 原 邊 。 當(dāng) 多 相 繞組 中 通 入 電 流

51、 后 ， 電 機(jī) 氣 隙 中 就 產(chǎn) 生 一 個(gè) 磁 場(chǎng) 行 波 ， 切 割 副 邊 的 導(dǎo) 體 而 感 生 電 流 。此 電 流 與 磁 場(chǎng) 作 用 產(chǎn) 生 電 磁 力 使 原 邊 和 副 邊 發(fā) 生 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 。 直 線 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 可 以 做成 原 邊 固 定 、 副 邊 可 動(dòng) 的 短 副 邊 型 和 副 邊 固 定 、 原 邊 可 動(dòng) 的 短 原 邊 型 兩 種 結(jié) 構(gòu) 。 短原 邊 型 所 用 線 圈 數(shù) 量 少 ， 比 較 經(jīng) 濟(jì) ， 應(yīng) 用 較 多 ;短 副 邊 型 常 用 于 金 屬 物 體 的 投 射 。 直 線 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 常 在 工 業(yè) 自 動(dòng) 化

52、 系 統(tǒng) 中 作 為 操 作 桿 的 動(dòng) 力 ， 用 它 操 作 自 動(dòng) 門 窗 、 自 動(dòng)開 關(guān) 和 閥 門 以 及 各 種 機(jī) 械 手 ， 也 可 用 于 電 氣 鐵 路 高 速 列 車 的 牽 引 和 魚 雷 發(fā) 射 等 。 直 線 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 作 直 線 步 進(jìn) 運(yùn) 動(dòng) 的 電 動(dòng) 機(jī) 。 按 其 電 磁 推 力 產(chǎn) 生 的 原 理 可 以分 為 反 應(yīng) 式 和 永 磁 感 應(yīng) 子 式 兩 大 類 。 反 應(yīng) 式 直 線 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) ： 其 定 子 是 一 條 開 有 均 勻 齒 槽 的 導(dǎo) 軌 ， 動(dòng) 子 是一 個(gè) 繞 有 三 相 繞 組 的 E形 鐵 心 。 每 個(gè)

53、 鐵 心 柱 上 都 開 有 和 定 子 齒 距 相 等 的 齒 槽 ，且 各 相 鐵 心 柱 上 的 齒 槽 相 對(duì) 于 定 子 齒 槽 依 次 錯(cuò) 開 1 3齒 距 。 如 果 輸 入 三 相 繞組 電 脈 沖 的 順 序 依 次 為 ABCA， 則 動(dòng) 子 就 會(huì) 向 左 作 步 進(jìn) 運(yùn) 動(dòng) 。 如 果 通電 順 序 改 為 ACBA， 則 動(dòng) 子 就 向 右 作 步 進(jìn) 運(yùn) 動(dòng) 。 在 結(jié) 構(gòu) 上 也 可 以 把 E形 鐵 心 固 定 ， 讓 齒 條 作 為 動(dòng) 子 。 齒 條 的 運(yùn) 動(dòng) 將 與 上 述 運(yùn) 動(dòng) 方 向 相 反 。 永 磁 感 應(yīng) 子 式 直 線 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī)

54、： 定 子 由 軟 鐵 材 料 制 成 ， 上 面 銑 有 均 勻間 隔 的 齒 槽 ； 動(dòng) 子 由 永 久 磁 鐵 加 上 兩 個(gè) 帶 齒 的 形 電 磁 鐵 組 成 。 兩 個(gè) 電 磁 鐵 上的 齒 相 互 錯(cuò) 開 一 定 距 離 。 在 電 磁 鐵 線 圈 不 通 電 時(shí) ， 動(dòng) 子 位 置 由 永 久 磁 鐵 決 定 。而 在 兩 個(gè) 電 磁 鐵 按 一 定 順 序 輪 流 通 電 時(shí) ， 將 使 動(dòng) 子 以 一 定 齒 距 作 步 進(jìn) 運(yùn) 動(dòng) 。如 果 對(duì) 兩 個(gè) 電 磁 鐵 不 是 輪 流 通 電 ， 而 是 使 其 中 的 電 流 一 個(gè) 按 正 弦 變 化 ， 一 個(gè)按 余 弦

55、 變 化 ， 則 可 使 動(dòng) 子 運(yùn) 動(dòng) 平 滑 ， 步 距 很 小 。 其 步 距 （ 位 置 ） 分 辨 率 可 以達(dá) 到 0.01m m 以 下 。 在 要 求 高 精 度 定 位 的 場(chǎng) 合 ， 例 如 繪 圖 儀 、 磁 頭 定 位 機(jī) 構(gòu) 、激 光 定 位 器 和 數(shù) 控 系 統(tǒng) 中 得 到 較 多 的 應(yīng) 用 。 TZ1采 用 一 枚 1/2.5寸 大 的 500萬 有 效 像 素 CCD。 搭 載 的全 新 萊 卡 鏡 通 過 折 射 光 路 設(shè) 計(jì) 實(shí) 現(xiàn) 了 10倍 光 學(xué) 變 焦 。其 結(jié) 構(gòu) 為 10組 12片 ， 內(nèi) 含 3片 非 球 面 鏡 片 ， 相 當(dāng) 于35m m 相 機(jī) 焦 距 的 35-350m m ， 最 大 光 圈 F2.8-4.2， 最 小微 距 5cm 。 另 外 機(jī) 器 的 自 動(dòng) 對(duì) 焦 系 統(tǒng) 還 采 用 了 直 線 電 動(dòng)機(jī) 驅(qū) 動(dòng) ， 能 夠 實(shí) 現(xiàn) 更 快 、 更 安 靜 、 更 精 確 的 自 動(dòng) 對(duì) 焦 。