直流电机特性PPT文档课件.ppt

第三章 电机的控制,1、直流电机的控制 2、无刷直流电机的控制 3、交流伺服电机的控制 4、矢量变换原理 5、直线电机和平面电机,二、原理1、几个基本概念 磁感应强度：B表述磁场的大小和方向的量：（单位实验绕组所受的最大力矩）磁通量：通过一给定曲面的总磁力线数。,第一部分直流电机的控制,磁场强度：H H=B/：介质的磁导率（与介质相关的常数）自感电动势：由于导体本身电流的变化引起绕组磁通量的变化而产生的感应电动势：=-L dI/dt互感电动势：由于其他导体电流的变化引起通过本绕组磁通量的变化而产生的感应电动势：12=-M dI2/dt，21=-M dI1/dt 左手定则磁场对载流导线的作用力：df=I dL B对于恒定磁场和绕组：F=BIL右旋钻定则I_-B-F,第一部分直流电机的控制,一、直流电机用于控制电机的优点：1、转矩可以十分简单地计算，系统设计十分简单；2、响应高，适应大的角加速度；3、瞬时力矩大：永久磁铁的励磁在转子大电流通过时也不产生畸变。,直流电机的原理简图,S,N,I,I,F,F,B,2、运动原理,第一部分直流电机的控制,控制时，需要靠整流子将电枢绕组的导线电流的流动变成上述分布的。,按照上述电磁理论可得：电机转矩：T=ZRBLI=KT Ia 反电动势：E=vBLZ/2=Ke,考虑电感的影响：LdIa/dt电机扭矩：T=Kt Ia(3)考虑电感的影响：LdIa/dt直流电机的绕组的磁力线和电流示意图2、利用霍尔元件测量的控制原理考虑转子的惯性影响：J d/dt电机扭矩：T=Kt Ia(3)HG1(S)-Vh2-Tr3-W3互感电动势：由于其他导体电流的变化引起通过本绕组磁通量的变化而产生的感应电动势：一、直流电机用于控制电机的优点：晶体管开关方式：大功率晶体管，PWM磁通量：通过一给定曲面的总磁力线数。第二部分 无刷直流电机的控制考虑电感的影响：LdIa/dt电流控制3、交流伺服电机的控制,第一部分直流电机的控制,3、等效电路图,电压方程：V=RaIa+Ke转矩：T=KT Ia=KT/Ra(V-Ke)E=vBLZ/2,第一部分直流电机的控制,4、控制与结构图,(2)(3)即可分析电机动特性即由V=RaIa+Ke公式得：=(V-RaIa)/Ke，改变电压从而改变速度。从电机的结构、材料等所有的方式。考虑电感的影响：LdIa/dt考虑电感的影响：LdIa/dt考虑转子的惯性影响：J d/dt反电动势：E=vBLZ/2=Ke控制时，需要靠整流子将电枢绕组的导线电流的流动变成上述分布的。第一部分直流电机的控制2、无刷直流电机的控制1、直流电机的作为伺服电机的关键就是使加在电枢上的电压发生变化。第一部分直流电机的控制即由V=RaIa+Ke公式得：=(V-RaIa)/Ke，改变电压从而改变速度。,5、直流电机的动特性考虑转子的惯性影响：J d/dt考虑电感的影响：LdIa/dt电机扭矩：T=To+Jd/dt(1)电枢电压：V=Ia Ra+Ke+LdIa/dt(2)电机扭矩：T=Kt Ia(3)(2)(3)即可分析电机动特性 6、直流电机特点：控制电磁的旋转方向，使两个磁场的力最大并能够产生旋转。要解决的问题：力矩的脉动、死点、发热、损耗、可靠性等问题。从电机的结构、材料等所有的方式。,第一部分直流电机的控制,第一部分直流电机的控制,三、直流伺服电机的控制 1、直流电机的作为伺服电机的关键就是使加在电枢上的电压发生变化。即由V=RaIa+Ke公式得：=(V-RaIa)/Ke，改变电压从而改变速度。,第一部分直流电机的控制,2、伺服放大器 两种放大方式：电压控制 电流控制,（1）电压控制：晶体管线性放大工作区，小功率500瓦以下；晶体管开关方式：大功率晶体管，PWM 电枢平均电压：V=E(tp-tn)/(tp+tn)（2）电流控制：电流控制与电压控制仅增加了差动放大器，将指令值和反馈值之差放大，再变成电压控制。,第一部分直流电机的控制,第二部分 无刷直流电机的控制,一、无刷直流电机原理利用元件检测转子的位置（磁场的位置），控制定子绕组的通电次序。以使电磁场与转子磁场相互作用产生旋转扭矩。位置的检测用霍尔元件和光电元件。,第二部分 无刷直流电机的控制,2、利用霍尔元件测量的控制原理,二相（4相）式霍尔电机,第二部分 无刷直流电机的控制,感谢观看,