控制电机与应用HDU2019.1.11知识点

 

直流电机

1. 何为电枢反应？它对电枢主磁场有何影响？（P17 & P226）

    电机负载时，电枢绕组中流过的电流产生电枢磁场，由于电枢磁场的影响，使气隙中的磁场发生畸变，这种现象称为电枢反应。

   电枢磁场对主磁场的作用将使主磁场发生畸变,产生电枢反应，电枢磁场对主磁场有去磁作用。

    2.四种过度运行状态以及特点：

           1.发电机状态，由于控制电压的突然下降使得在某一瞬间，反电动势大于电枢电压，电机为发电状态，直到转速下降到目标值

           2.反接制动状态,其电枢电流很大，电磁转矩变为制动转矩，使电机制动，电机吸收电能和机械能，全部转化为电机损耗。

           3.动能制动状态，利用电动机积蓄得电能来产生电磁转矩。

8.设计一直流电机驱动系统，给定100V电压，若电机额定50V，其额度电机转速为2000转，

  试设计一系统转速为100转，请画出示意图并说明。

串电阻进行调速

 

测速发电机

应用：测速发电机广泛用于各种转速的电磁装置。在自动控制系统中作为检测速度的元件，以调节电动机转速或通过反馈来提高系统稳定性和精度；也可作为加速或延迟信号用或用来测量各种运动机械在摆动或转动以及直线运动时的速度

分类：直流（电磁式/永磁式）和交流

原理：等同于直流发电机

公式：U=E-IR=E/(1+Ra/Rl)=Cn；Ea=Cen∮

一定成线性关系：

基本结构：定子：定子铁芯，定子绕组，电刷，机壳

                  转子：电枢铁心，电枢绕组，换向器等

 作用：定子铁心和定子

伺服电动机

作用：伺服电动机的作用将输入电压信号转换为轴上的角位移或角速度输出。 

分类：交流，直流

原理：等同于直流电动机

机械特性，n与T的关系：

调节特性，n与U的关系：死区的理解

步进电机

原理：步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或角位移的电机。

应用：自动记录仪表

特点：

               (1)来一个脉冲，转一个步距角。

               (2)控制脉冲频率，可控制电机转速。

               (3)改变脉冲顺序，改变方向。、

步距角：⊙b=360/(Z*N)(Z为转子齿数，N为km(状态数*相数))

转速：n=f/(6*⊙b)

通电方式：

               1.三相单三拍，单指一次绕组通电，三拍指三个状态循环，步距角60

                2.三相双三拍

                3.三相六拍

.画出步进电机在统一时钟脉冲下单三拍情况下A、B、C绕组电压、电流波形。

 

 

 

 

 

变压器

        原理：基于电磁感应原理，在原边通入交流电，在铁心中产生一个交变磁通，磁通的变化在原边副边绕组中分别产生感应电动势E1和E2其电势之比分别为其匝数之比。

        铁心的作用：导磁作用，由于其磁阻很小，励磁电流通过时能够产生较大的磁场，如果不加铁心，由于漏磁很大，导磁能力非常小所以不可以不加铁心。

基本公式：

       E=N*△∮/△t=4.44fN∮

       电压比：P1=P2:          I2/I1=E1/E2=N1/N2

励磁电流I0一般在变压器满载时仅占I1n的10%

自整矫正机

力矩式：

控制式:ZKF,ZKBS，失调角E=E2m∮

项目	控制式自整角机	力矩式自整角机
负载能力	自整角变压器只能输出信号，负载能力取决于伺服电动机及放大器	只能带动指针、刻度盘等轻负载
精度	较高	较低
系统结构	较复杂，需要伺服电动机、放大器、减速齿轮等	较简单，不需要其它辅助元件
系统造价	较高	较低

 

无刷直流电动机

基本结构与直流电机的不同

        由电力电子开关逆变器，永磁同步电动机，磁极位置检测计组成，与普通的直流电动机不同，用其位置检测计和电子线路代替了换向器和电刷，无刷直流电动机结构简单运行方便。

控制基本框图：

 

控制单元：接受控制命令和反馈信息，进行判断或者运算然后控制功率单元。

功率驱动单元：由电力电子器件组成的电力电子逆变电路向定子绕组供电。

信号反馈单元：将电流转速，位置等信号检测和调理反馈。

BLDC的系统结构图以及其传递函数；

BLDC的控制区6区，分别写出其霍尔元件代码，绕组的电压波形，转矩矢量波形，换流顺序以及在第100区时IGBT的简易图2019.1.10（15分）