控制电机的应用

一、控制电机

在自动控制系统中，作测量和比较元件、放大元件、执行和计算元件的旋转电机统称为控制电机。

1、控制电机的分类

控制电机分为直流控制电机和交流控制电机。直流控制电机有测速发电机、电机放大机和伺服电动机；交流控制电机有伺服电动机、测速发电机、步进电动机、旋转变压器和自整角机。

2、控制电机的应用

1）生产过程中和科学实验中的自动控制、自动调节系统。

2）遥控和遥测系统。

3）同步随动系统。

4）生产过程中的自动监视系统。

5）自动仪表和自动化记录装置。

6）模拟计算装置。

根据用途和功能不同，控制电机分为讯号元件和功率元件两大类。凡是用于转换讯号的属于讯号元件，例如把角位移转换成电讯号的旋转变压器、自整角变压器以及把速度转换成电压讯号的测速发电机等。

凡是把电讯号转换成功率的都属于功率元件，如把较小的电讯号放大并控制较大功率的电机放大机，将电能转换成机械能的指示式自整角机和伺服电动机等。

二、步进电动机

步进电动机是一种将输入的脉冲讯号转换成机械角度或直线位移的控制电机。每输入一个脉冲讯号，步进电动机转过一个固定角位移或移动一个直线位移，因运动是断续的，故又称为脉冲电动机。

步进电动机的种类很多，其结构和工作原理各不相同。按其结构不同，可分为反应式和励磁式，而励磁式又分为供电励磁式和永久励磁式两种。按供电相数分有单相式、两相式和三相式步进电动机。

由于步进电动机可作旋转运动、直线运动和平面运动，因此广泛应用于数控机床、自动记录仪表等。

三、伺服电动机

在自动控制系统中,伺服电动机是用作执行元件。把输入的电讯号转换为轴上的角位移或角速度。按其供电电源的不同，可分为直流伺服电动机和交流服电动机。

1、直流伺服电动机

直流伺服电动机一般是微型直流电动机。其结构与普通直流电动机相似，其励磁方式为他励式或永磁式。有两种控制方式，磁场控制和电枢控制。直流伺服电动机的磁路一般不饱和，无需考虑磁化曲线非线性和电枢反应的影响

2、交流伺服电动机

交流伺服电动机的基本结构和工作原理与一般的两相异步电动机基本相同，但也有其特点。

对交流伺服电动机的要求是:

1）可控性好

当讯号电压为零时，电动机能自动停转，要求无自转现象；

2）运行稳定

当控制讯号改变时，电动机能在宽广的转速范围内稳定运行；

3）快速响应

要求对讯号反应灵敏，接到控制讯号时能快速起动，失去讯号后能自行制动，迅速停转。

交流伺服电动机的定子结构与一般异步电动机相似，有两个定子绕组即励磁绕组和控制绕组，两者在空间上相差90^0^电角度。励磁绕组接供电电源，控制绕组接控制电路。其转子结构有鼠笼型和非磁性杯型两种。鼠笼型与一般笼型异步电动机的转子相似,这种电动机具有励磁电流小、体积小、机械强度高的优点，广泛用于小功率自控系统中。

在快速响应性能要求较高的场合下，多采用非磁性空心杯转子，由于它惯性小，摩擦力矩小，所以工作时反应灵敏，改变转向迅速，无噪音，并且调速范围大，因此广泛应用于自动控制系统中。