電機控制總結

電機控制總結

機床組成：主機、驅動部分、控制部分、檢測和顯示部分。

電力拖動：由電動機通過傳動機構帶動主機進行工作。分類：1）集中拖動2）單機拖動3）多電機拖動常用低壓電器的基本原理

低壓電器：通常是指用于額定電壓在直流DC1200V、交流AC1000V及以下電路中的電器。按用途分:

1．控制電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。如手動電器有轉換開關、按鈕開關等，自動電器有接觸器、繼電器、電磁閥等；自動保護電器有熱繼電器等。

2．配電電器用于電能輸送和分配的電器。如刀開關、熔斷器、低壓斷路器等。3．執(zhí)行電器用于完成某種動作或傳送功能的電器，如電磁鐵，電磁離合器，等。4．其它電器包括變頻調速器、可編程序控制器、軟起動器、穩(wěn)壓與調壓電器等。1.1熔斷器FU作用：短路保護

組成：主要由熔體和放置熔體的絕緣管和底座組成。熔體的材料：(1)低熔點材料:鉛錫合金、鋅(2)高熔點材料：銀、銅、鉛常用產(chǎn)品系列：

RC插入式熔斷器熔體材料主要是軟鉛絲和銅絲，瓷座和瓷蓋共同形成滅弧室。適用于不振動場合，民用和工業(yè)的照明用路。RL螺旋式熔斷器主要用于工礦企業(yè)低壓配電設備、機床設備的電氣控制系統(tǒng)中R玻璃管式熔斷器

RT有填料密封管式熔斷器最大分斷電流可達1250ARM無填料密封管式熔斷器拆卸，檢修較為方便。熔斷器熔體選擇：

對于如照明線路等沒有沖擊電流的負載，應使熔體的額定電流等于或稍大于電路的電流，即Ifu>I式中，Ifu為熔體的額定電流；I為電路的工作電流。

對于電動機一類的負載，應考慮起動沖擊電流的影響，應按下式計算Ifu>（1.5～2.5）IN式中，IN為電動機的額定電流。

對于多臺電動機，如果由一個熔斷器保護時，熔體的額定電流應按下式計算

Ifu>（1.5～2.5）INmax+SIN式中，INmax為容量最大的一臺電動機的額定電流；SIN為其余電動機額定電流的總和。1.2手控電器及主令電器

1刀開關：通常用于接通或分斷無負載電路，作為電源引入開關或隔離開關。

膠蓋閘刀開關(QS)這種開關易被電弧燒壞，不宜帶重負載接通或分斷電路，主要用于頻率為50Hz，電壓低于380V，電流小于60A的電力線路中。作為一般照明、電熱等回路的控制開關，也可以用作分支線路的配電開關。

熔斷器式刀開關(QS-FU)：一般多采用有填料熔斷器和刀開關組合而成(刀熔開關），廣泛應用于開關柜或與終端電器配套的電器裝置中，作為線路或用電設備的電源隔離開關及嚴重過載和短路保護之用。2轉換開關：轉換開關是一種多檔式，控制多回路的主令電器。廣泛用于各種配電裝置的電源隔離、電路轉換、電動機遠距離控制等，也常作為電壓表、電流表的換相開關。組合開關(SA)

萬能轉換開關：萬能轉換開關是具有更多操作位置和觸點、能夠換接多個電路的一種手動控制電器，能控制多個回路，適應復雜線路的要求。

3控制按鈕：控制按鈕是一種接通或分斷小電流的主令電器。主要用于操縱接觸器、繼電器或電氣聯(lián)鎖電路，以實現(xiàn)對各種運動的控制。組成：1）按鈕帽2）復位彈簧3）動觸頭4）靜觸頭

結構型式緊急式裝有突出的蘑菇形鈕帽，以便緊急操作；旋轉式用手旋轉進行操作；指示燈式在透明的按鈕內(nèi)裝人信號燈，以作信號顯示；鑰匙式為使用安全起見，須使用鑰匙插人方可旋轉操作。

按鈕帽顏色紅色停止急停；綠色啟動；黑色點動；藍色復位；黑白、白色或灰色啟動與停止交替動作4行程開關和接近開關

行程開關1）直動式行程開關結構簡單、成本低，但其觸點的分合速度取決于撞塊移動速度，不宜用在撞塊速度小于0.4m/min的場合。2）旋轉式行程開關當滾輪5走過操縱件6的中點時，盤形彈簧3和彈簧9都使操縱件6迅速轉動，因而使動觸點迅速地與右邊的靜觸點分開，并與左邊的靜觸點閉合。這樣就減少了電弧對觸點的燒蝕，并保證了動作的可靠性。適用于低速運動的機械。3）微動開關體積小，動作靈敏，適合小型電器及電氣設備中。要限制推桿的最大行程，以免壓壞開關。

接近開關由高頻振蕩器和整形放大器組成。振蕩器振蕩后，在開關的感應面上產(chǎn)生一個交變磁場，當金屬物體接近感應面

QS-FU

電弧的形成:熱電發(fā)射、高電場發(fā)射、碰撞游離、熱游離滅弧方法：拉長電弧、冷卻弧柱、多分短弧

滅弧裝置：電動力吹弧、磁吹滅弧、窄縫滅弧、金屬柵片滅弧

SA時，金屬體產(chǎn)生渦流，吸收了振蕩器的能量，使振蕩器減弱以致停止振蕩。1.3低壓斷路器（自動開關）(QF)

作用：不僅可以接通和分斷正常負載電流、電動機工作電流和過載電流，而且可以接通和分斷短路電流。主要用于在不頻繁操作的低壓配電線路或開關控制柜（箱）中作為電源開關使用。具有過載、過電流、短路、斷相、漏電等保護作用。

按結構形式分：萬能框架式、塑殼式和模塊式。

1.4接觸器：(KM)可頻繁地接通和分斷交直流主電路及大容量的控制電路。

工作原理：組成：觸點系統(tǒng)、電磁機構和滅弧裝置等部分。主觸點用以通斷電流較大的主電路，輔助觸點用來通叫小電流的控制電路。具有欠壓失壓保護作用。

在單相交流電磁機構中，由于磁通是交變的，當磁通過零時吸力也為零，此時，已吸合的銜鐵在反力彈簧的作用下釋放打開；磁通過零后，電磁吸力增大，當吸力大于反力時，銜鐵又重新吸合。交流電源每個周波兩次過零，使銜鐵產(chǎn)生劇烈的抖動，產(chǎn)生強烈的噪音，嚴重時可使鐵芯抖散解決方法：在交流接觸器鐵芯端面上嵌入一金屬短路環(huán)（分磁環(huán)）短路環(huán)起到磁通分相的作用，把極面上的交變磁通分成兩個交變磁通，并且使這兩個磁通之間產(chǎn)生相位差，那么它們所產(chǎn)生的吸力間也有一個相位差，這樣，兩部分吸力就不會同時達到零值，當然合成后的吸力就不會有零值的時刻，如果使合成后的吸力在任一時刻都大于彈簧拉力，就消除了振動。

1.5繼電器是一種根據(jù)電氣（I,U等）或非電氣量（時間、轉速等）的變化，接通或斷開控制電路，以完成控制或保護任務的電器。繼電器與接觸器的區(qū)別:（１）繼電器一般用于控制小電流的電路，觸點額定電流不大于５A，沒有滅弧裝置，而接觸器一般用于控制大電流的電路，主觸點額定電流不小于５A，有的加有滅弧裝置。（２）接觸器只能對電壓作出反應，而繼電器可在電量或非電量作用下動作。

中間繼電器(KA)作用：將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的繼電器，它的輸入信號為線圈的通斷，輸出是觸點的動作。用來彌補主繼電器觸點的不足或容量不足。

與接觸器的區(qū)別:（1）接觸器用來接通和分斷大功率的負載電路，中間繼電器用來切換小功率的負載電路（電機輔助電路）;（2）中間繼電器的電磁系統(tǒng)和觸點系統(tǒng)在結構上比較小巧，觸點對數(shù)較多，無主輔觸點之分，各觸點允許通過的電流相等。時間繼電器(KT)作用：在電路中起延時、定時作用。

分類：1)按延時原理分：主要有空氣式、電動式、電子式等幾大類。2)按延時方式有通電延時和斷電延時兩種。通電(斷電)延時繼電器：當線圈通電(斷電)時觸點延時動作，線圈斷電(通電)時觸點瞬時動作。

熱繼電器(FR)作用：主要與接觸器配合使用，用于對三相異步電動機的過電流和斷相保護。速度繼電器(KV)作用：當轉速達到規(guī)定值時動作的繼電器，與接觸器配合，實現(xiàn)對電動機的制動。

電流繼電器(KI)線圈串接在被測量的電路中，以反應電路電流的變化。有過電流繼電器和欠電流繼電器兩類。

1.2電氣原理圖

基本規(guī)則和注意事項:

⑴原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分畫出：主電路就是從電源到電動機繞組的大電流通過的路徑。輔助電路包括控制回路、信號電路及保護電路等。一般主電路用粗實線表示，畫在左邊（或上部）；輔助電路用細實線表示，畫在右邊（或下部）。

⑵原理圖中各電器元件不畫實際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標準來畫，文字符號也要符合國家標準。屬于同一電器的線圈和觸點，都要用同一文字符號表示。當使用相同類型電器時，可在文字符號后面加注阿拉伯數(shù)字序號來區(qū)分。

⑶原理圖中各電器元件的導電部件如線圈和觸點的位置，應根據(jù)便于閱讀和發(fā)現(xiàn)的原則來安排，繪在它們完成作用的地方。同電器元件的各個部件可以不畫在一起。

⑷原理圖中所有電器的觸點，都按沒有通電或沒有外力作用時的開閉狀態(tài)畫出。如：繼電器、接觸器的觸點，按線圈未通電時的狀態(tài)畫；按鈕、行程開關的觸點按不受外力作用時的狀態(tài)畫出；控制器按手柄處于零位時的狀態(tài)畫等。

⑸原理圖中有直接電聯(lián)系的交叉導線的連接點，要用黑圓點表示。無直接電聯(lián)系的交叉導線，交叉處不能畫黑圓點。⑹原理圖中無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件一般應按動作順序從上到下，從左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。

1.3組成電氣控制線路的基本電路

基本電路一個完整的控制電路包括了電源電路、主電路、控制電路和輔助電路四部分。

電源電路：按規(guī)定繪成水平線與電源保護和電源開關組成。主電路：該電路的通電狀態(tài)決定了電機的狀態(tài)�？刂苹芈罚涸撾娐返耐�電狀態(tài)決定了線圈的狀態(tài)。輔助電路：起照明、信號顯示、報警等作用。電氣原理圖的繪制原則

1、電器是未通電時的狀態(tài)，二進制邏輯元件是置零時的狀態(tài)，機械開關是循環(huán)開始前的狀態(tài)。2、電源電路電路一般繪成水平線，主電路用垂直線繪在圖面左側，控制線路用垂直線繪在圖面右側。3、在垂線左側的觸點是常開觸點，右側是常閉觸點，水平線上方為常閉觸點，下方為常開觸點。

三相異步電動機的啟動控制線路啟動基本要求：1、足夠的起動轉矩以加快起動過程。2、起動電流要小。

起動方法：全壓起動和降壓起動起動方法要根據(jù)電網(wǎng)容量的大小，電動機的功率大小和種類以及工作特性和要求等因素決定。

全壓起動利用閘刀開關或接觸器直接把電動機接到電網(wǎng)上。．．．．

優(yōu)點：起動設備簡單，成本低，起動時間短，起動方便可靠。缺點：起動電流大，對電動機和電網(wǎng)有一定的沖擊。正反轉控制如何實現(xiàn)將接至電動機的三相電源進線中任意的兩相對調，即可實現(xiàn)正反轉。

電氣互鎖的作用：防止接觸器主觸點熔焊或機械結構失靈使主觸點不能斷開。若另一接觸器動作會造成事故。

多地點控制電路

工作臺自動往返控制順序起、�？刂齐娐�

SQ3和SQ4為超程限位開關

降壓起動電動機的定子加上了降低了的電壓進行起動，起動后再將電壓恢復至額定值，目的是減少較大的起動電流以減少對電．．．．

網(wǎng)的沖擊。

（1）Y－△降壓起動在正常運行時，電機定子繞組聯(lián)成△形，起動時聯(lián)結成Y形，起動完畢后再恢復為△形。

（2）串聯(lián)電阻降壓起動電動機起動時，在三相定子電路上串接電阻，使加在電動機繞組上電壓降低，起動后再將電阻短接，電動機仍然在額定電壓下正常運行。特點：起動方式不受電動機接線形式的限制，設備簡單。

三相異步電動機的制動控制線路停機制動有兩種類型：

一是電磁鐵操縱機械進行制動的電磁機械制動；

利用機械裝置使電動機斷開電源后迅速停轉的方法稱為機械制動。機械制動分為通電制動型和斷電制動型兩種。電磁抱閘結構制動輪和電機同軸安裝，當制動閘緊緊抱住制動輪，電動機轉子便會迅速停止旋轉。

二是電氣制動使電動機產(chǎn)生一個與轉子原來轉動方向相反的力矩來進行制動，常用的電氣制動有反接制動和能耗制動。電磁式機械制動控制電路應用較普遍的機械制動裝置有電磁抱閘和電磁離合器兩種。

反接制動原理：利用改變電動機電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉磁場，而產(chǎn)生制動轉矩的一種制動方法。特點：制動力矩大，制動迅速，效果好，但沖擊效應較大，制動準確性差。通常僅適用于10kw以下的小容量電動機。

要求：1.通常要求在電動機主電路中串接反接制動電阻電阻以限制反接制動電流。反接制動電阻的接線有對稱和不對稱兩種接法。

2.在電動機轉速接近于零時，及時切斷反相序電源，以防止反向再起動。

單向反接制動控制電路可逆運行反接制動控制電路

單向反接制動控制過程

可逆運行反接制動控制過程

能耗制動控制

原理：在電動機切斷電源之后，在電動機定子繞組上立即加一個直流電壓，利用轉子感應電流與靜止磁場的作用以達到制動的目的。優(yōu)點：停車準確可靠，制動平穩(wěn)、能耗小。對電網(wǎng)無沖擊，缺點：需要直流電源。

在一些重型機床中，常常將能耗制動與電磁抱閘配合使用，先進行能耗制動，當轉速降至某值時，令抱閘動作，可以有效地實現(xiàn)準確快速停車。

三相異步電動機的調速電路

三相異步電動機的轉子轉速：n電流頻率f60f1p(1s)

nn轉差率s0(n0同步轉速)n頭尾串聯(lián)p=2頭尾并聯(lián)p=1

磁極對數(shù)p低速--△接法：３個電源線連接在接線端Ｕ、Ｖ、Ｗ每根繞組的中點接出的接線端空著不接，此時磁極為４，電機同步轉速為1500r/min

高速--YY接法：接線端Ｕ、Ｖ、Ｗ短接，Ｕ″、Ｖ″、Ｗ″三個接線端接上電源，此時磁極為２，同步轉速為3000r/min

注：為保證轉向一致，兩種接法切換時，應將電源相序反過來。

變頻器（變頻調速）對交流電動機實現(xiàn)變頻調速的裝置叫變頻器。變頻器的基本類型按其結構可分為：交交變頻器和交直交變頻器

交交變頻器沒有明顯的中間濾波環(huán)節(jié)，電網(wǎng)交流電被直接變成可調頻調壓的交流電。而交直交變頻器先將電網(wǎng)交流電變換為直流電，經(jīng)中間濾波環(huán)節(jié)之后，再進行逆變轉換為變頻變壓的交流電。

特點屬于一次換能，效率較高，但整個裝置元件數(shù)較多，調頻范圍僅為電網(wǎng)頻率的1／3～1／2，適用于低速大功率拖動。交一直一交變頻器是

二次換能，效率略低，裝置元件數(shù)較少，頻率調節(jié)范圍較寬，適用于各種拖動裝置。

電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟

1）分析主電路從主電路入手，根據(jù)每臺電動機和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容，控制內(nèi)容包括起動、方向控制、調速和制動等。

2）分析控制電路根據(jù)主電路中各電動機和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用前面學過的基本環(huán)節(jié)的知識，按功能不同劃分成若干個局部控制線路來進行分析。分析控制電路的最基本方法是查線讀圖法。

3）分析輔助電路輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報警等部分，它們大多由控制電路中的元件來控制的，所以在分析時，還要回過頭來對照控制電路進行分析。

4）分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)機床對于安全性和可靠性有很高的要求，實現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動和控制方案以外，在控制線路中還設置了一系列電氣保護和必要的電氣聯(lián)鎖。

5）總體檢查經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一個局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關系之后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個控制線路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個元件所起的作用。

車床電氣控制

多采用不變速的異步電動機拖動，變速靠齒輪箱的有級調速來實現(xiàn)，控制電路比較簡單。主軸正轉或反轉的旋轉運動：通過改變主軸電動機的轉向或采用離合器實現(xiàn)。進給運動：多半是把主軸運動分出一部分動力，通過掛輪箱傳給進給箱來實現(xiàn)刀具的進給。為了提高效率，刀架的快速運動由一臺進給電動機單獨拖動。車床設有交流電動機拖動的冷卻泵，實現(xiàn)刀具切削時冷卻。有的還專設一臺潤滑泵對系統(tǒng)進行潤滑。主電動機直接起動和降壓起動的選取：考慮電動機的容量；考慮電網(wǎng)的容量。不經(jīng)常起動的電動機可直接起動的容量為變壓器容量的30％，經(jīng)常起動的電動機可直接起動的容量一般要小于變壓器容量的20％。主電動機的制動方式：電氣方法實現(xiàn)的能耗制動和反接制動；機械的摩擦離合器制動。

C650-2型臥式車床常見電氣故障的診斷與檢修1）主軸電動機不能起動

①M1主電路熔斷器FIJ1和控制電路熔斷器FU3熔體熔斷，應更換。

②熱繼電器FRl已動作過，動斷觸點未復位。要判斷故障所在位置，還要查明引起熱繼電器動作的原因，并排除�？赡苡械脑�因：長期過載；繼電器的整定電流太��；熱繼電器選擇不當。按原因排除故障后，將熱繼電器復位即可。③控制電路接觸器線圈松動或燒壞，接觸器的主觸點及輔助觸點接觸不良，應修復或更換接觸器。④起動按鈕或停止按鈕內(nèi)的觸點接觸不良，應修復或更換按鈕。⑤各連接導線虛接或斷線。

⑥主軸電動機損壞，應修復或更換。2）主軸電動機斷相運行

按下起動按鈕，電動機發(fā)出嗡嗡聲不能正常起動，這是電動機斷相造成的，此時應立即切斷電源，否則易燒壞電動機。可能的原因是：①電源斷相。②熔斷器有一相熔體熔斷，應更換。③接觸器有一對主觸點沒接觸好，應修復。3）主軸電動機起動后不能自鎖故障原因是控制電路中自鎖觸點接觸不良或自鎖電路接線松開，修復即可。4）按下停止按鈕主軸電動機不停止①接觸器主觸點熔焊，應修復或更換接觸器。②停止按鈕動斷觸點被卡住，不能斷開，應更換停止按鈕。

5）冷卻泵電動機不能起動①按鈕SB6觸點不能閉合，應更換。②熔斷器FU2熔體熔斷，應更換。③熱繼電器FR2已動作過，未復位。④接觸器KM4線圈或觸點已損壞，應修復或更換。⑤冷卻泵電動機已損壞，應修復或更換。6）快速移動電動機不能起動①行程開關SQ已損壞，應修復或更換。②接觸器KM5線圈或觸點已損壞，應修復或更換。③快速移動電動機已損壞，應修復或更換。

擴展閱讀：控制電機課程總結及體會

摘要

在現(xiàn)代科學技術中，控制電機屬于電機制造工業(yè)中一個新機種，它的歷史雖短但發(fā)展迅速�？刂齐姍C的品種繁多，用途各異，據(jù)不完全統(tǒng)計，已達3000種以上，是普通電機所不可比擬的。由于電子技術、航天等科學技術的發(fā)展和自動控制系統(tǒng)的不斷完善，對控制電機的精度和可靠性提出了更高的要求，控制電機的品種也日益增多，比較傳統(tǒng)的有旋轉變壓器、自整角機、測速發(fā)電機、伺服電動機和步進電機等，比較新穎的有無刷直流電動機、直線電動機和超聲波電動機等。

在生產(chǎn)實際和日常生活中，控制電機是自動控制系統(tǒng)中的一個元件，其主要任務是完成控制信號的傳遞和轉換，而能量轉換是次要的。因此，對控制電機的基本要求是運行平穩(wěn)、響應迅速可靠。

關鍵詞：伺服電動機自整角機步進電動機種類應用

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Abstract

Inmodernscienceandtechnology,controlmotorbelongstothemotormanufacturingindustryinanewmachine,itshistoryisshortbutrapiddevelopment.Motorcontrolvariety,differentpurposes,accordingtoincompletestatistics,hasreachedmorethan3000kindsofcommonmotor,isincomparable.Aselectronictechnology,aerospacescienceandtechnologydevelopmentandtheautomaticcontrolsystemofcontinuousimprovement,tocontrolthemotoraccuracyandreliabilityofproposedhigherrequirements,motorcontrolvarietiesincreased,comparedwiththetraditionalrotarytransformer,synchro,tachometergenerator,servomotorandsteppermotor,comparisonanovelbrushlessDCmotor,linearmotorandultrasonicmotor.

Intheactualproductionanddailylife,thecontrolmotorisintheautomaticcontrolsystemforacomponent,itsmaintaskistocompletethecontrolsignaltransmissionandconversion.Andtheenergyconversionisofsecondaryimportance,therefore,thecontrolofmotoristhebasicrequirementofstableoperation,quickresponseandreliable.

Keywords:servomotorsynchrosteppingmotorrangeapplication

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引言

由于新原理、新技術、新材料的發(fā)展，使電機在很多方面突破了傳統(tǒng)的觀念，研制出一些新結構的電機，如霍爾效應的自整角機及旋轉變壓器、霍爾無刷直流測速發(fā)電機、壓電直線步進電動機，利用“介質極化”研制出駐極體電機，利用“磁性體的自旋再排列”研制出光電機，此外，還有電介質電動機、靜電電動機、集成電路電動機等�？刂齐姍C的進一步發(fā)展已經(jīng)不限于一般的電磁理論，而將與其他學科相互結合，相互促進，成為一門多種學科相互滲透的邊緣學科。研究特種電機的原理、結構與應用，在21世紀自動化技術、電腦技術的開發(fā)和應用中將具有光輝的前景。

本文主要介紹了私服電動機，自整角機和步進電動機的發(fā)展情況，這幾種電動機的工作原理，特點及具體應用。

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控制電機的幾種基本類型介紹

（一）伺服電動機

1.伺服電動機的概念

伺服電動機是用作自動控制裝置中執(zhí)行元件的微特電機，又稱執(zhí)行電動機。它的功能是將電信號轉換成轉軸的角位移或角速度。伺服電動機分為直流伺服電機和交流伺服電機。

2.伺服電動機的工作原理（1）直流伺服電動機的工作原理

在電樞線圈中通入直流電流，電樞在磁場中旋轉，換向器和電樞一起旋轉。電樞一經(jīng)轉動，由于換向器配合電刷對電流的換向作用，直流電流交替的由線圈從電刷A流入，電刷B流出。此時載流導體受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉矩仍然使得轉子逆時針轉動。這就是直流電動機的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉矩的方向卻是不變的。

（2）交流伺服電動機的工作原理

交流伺服電動機是兩相電動機，在定子上有兩個繞組，勵磁、控制繞組。它們在定子圓周上相差90°。勵磁繞組接交流電源（串入一個電容器），控制繞組接入控制電壓（電信號）。其轉動隨控制信號的變化而時斷時續(xù)，時而正轉時而反轉，轉動靈活。

3.伺服電動機的特點（1）直流伺服電動機

直流伺服電動機具有精確的速度控制,其轉矩速度特性很硬,原理簡單、使用方便,同時具有價格優(yōu)勢等特點。（2）交流伺服電動機

交流伺服電動機良好的速度控制特性，在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩;高效率，90%以上，不發(fā)熱;高速控制;高精確位置控制（取決于何種編

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碼器）;額定運行區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)恒力矩;低噪音;沒有電刷的磨損，免維護，因此交流伺服電動機具有運行穩(wěn)定、可控性好、響應快速、靈敏度高以及機械特性和調節(jié)特性的非線性度指標嚴格等特點。

4.伺服電動機的應用

直流伺服電動機的特性較交流伺服電動機的硬，因此通常應用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動系統(tǒng)的位置控制等。

交流伺服電動機的輸出功率一般為0.1-100W，電源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應用很廣泛，如在各種自動控制、自動記錄等系統(tǒng)中。

（二）自整角機

1.自整角機的概念

自整角機是一種發(fā)送、接收、轉換角位移信息的交流控制電機。其按用途分為力矩式和控制式兩種。2．自整角機的工作原理（1）力矩式自整角機的工作原理

力矩式自整角機多數(shù)采用兩極凸極式結構，只在頻率較高、尺寸較大時才采用隱極式結構。選用兩極電機是為了保證在整個圓周范圍內(nèi)只有唯一的轉子對應位置，從而達到準確指示。選用凸極式結構是為了能獲得較好的參數(shù)配合關系，以提高運行性能。

力矩式自整角機可組成差動工作方式。這時有兩臺發(fā)送機，一臺差動式接收機。接收機轉角為兩臺發(fā)送機轉角的代數(shù)和。在一定條件下一臺發(fā)送機可帶動多臺接收機，稱為力矩式自整角機的并聯(lián)運行。

（2）控制式自整角機的工作原理

控制式自整角發(fā)送機結構與力矩式自整角機相似。可以采用凸極式轉子結構，也可采用隱極式轉子結構。在轉子上通常且放置單相勵磁繞組，在交軸位置裝設短路繞組來提高電機的精度。

控制式自整角發(fā)送機的勵磁繞組由單相交流電源勵磁，其三相整步繞組和自整角變壓器的整步繞組對應相接。而自整角變壓器的輸出繞組通常接至放大器的輸入端，放大器的輸出端再接至伺服電動機控制繞組，這樣，由伺服電動機驅動負載轉動，并同時通過減速器帶動自整角變壓器轉子構成機械反饋連接。當自整

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角變壓器轉子偏轉后，失調角減小。并使輸出繞組的電壓信號減小，直至協(xié)調位置。

3．自整角機的應用

力矩式用于同步指示系統(tǒng)為開環(huán)系統(tǒng)，因此它只適用于接收機軸上負載很輕，又角度傳輸精度要求不很高的控制系統(tǒng)中。如遠距離指示液面的高度、閥門的開度、電梯和礦井提升機的位置、變壓器的分接開關位置等。控制式自整角機主要應用于自整角機和伺服機構組成的隨動系統(tǒng)中。

（三）步進電動機

1．步進電動機的概念

步進電動機是把電脈沖信號變換成角位移以控制轉子轉動的微特電機。在自動控制裝置中作為執(zhí)行元件，每輸入一個脈沖信號，步進電動機前進一步，故又稱脈沖電動機。

步進電動機分為機電式、磁電式及直線式三種基本類型。2．步進電動機的工作原理

步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行元件。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的�？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

3．步進電動機的應用

步進電動機主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，精度高，運行可靠。如采用位置檢測和速度反饋，亦可實現(xiàn)閉環(huán)控制。步進電動機已廣泛地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，如數(shù)模轉換裝置、數(shù)控機床、計算機外圍設備、自動記錄儀、鐘表等之中，另外在工業(yè)自動化生產(chǎn)線、印刷設備等中亦有應用。

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結論

隨著新材料、機電一體化、電力電子、計算機、控制理論等各種相關新技術的快速發(fā)展，幾種控制電機已經(jīng)開拓了很廣泛的應用領域，能夠實現(xiàn)高速、高精度、高穩(wěn)定度、快速響應、高效節(jié)能的運動控制。

通過本學期控制電機課程的學習，我更深層次的認識了幾種常用控制電機的工作原理和在現(xiàn)實生產(chǎn)中的應用。在學習的過程中，包括寫本論文過程中，遇到不少問題，但通過上網(wǎng)查詢和與同學交流，我的問題迎刃而解。我會在以后的學習中繼續(xù)學習控制電機的相關知識，為今后從事電氣相關工作儲備能量，以備不時之需。

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參考文獻

[1]三相異步電動機原理設計與試驗[S],北京：科學出版社，1977.[2]陳世坤主編.電機設計[M].機械工業(yè)出版社.

[3]胡虔生.胡敏強編著.電機學[M].中國電力出版社.

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