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直流、交流减速电机的结构及工作原理

来源:美高梅娱乐 发布日期:2019-3-29  10:31:45 点击:490

  减速系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。减速的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。由于它的“减速”性能,因此它就被命名为减速电机。其功能是将输入的电压控制信号转为轴上输出的角位移和角速度驱动控制对象。

  减速电机一般分为两大类:直流减速电机、交流减速电机。

  交流减速电机

  1、交流减速电机的结构

  减速电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。

  交流减速电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组,它始终接在交流电压上;另一个是控制绕组,联接控制信号电压。交流减速电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使减速电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子。空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。

  2、交流减速电动机的工作原理

  交流减速电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,减速电动机将反转。

  3、减速电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点:

  (1)、起动转矩大

  由于转子电阻大,与普通异步电动机的转矩特性曲线相比,有明显的区别。它可使临界转差率,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。

  (2)、运行范围较广

  (3)、无自转现象

  正常运转的减速电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。当减速电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性以及合成转矩特性。

  交流减速电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流减速电动机相比,体积大、重量重,所以只适用于小功率控制系统。

  直流减速电机

  1、直流减速电机的结构

  最早的减速电动机是一般的直流电动机,在控制精度不高的情况下,才采用一般的直流电机做减速电动机。目前的直流减速电动机从结构上讲,就是小功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。

  2、直流减速电机的原理

  直流减速电机的工作原理与普通的直流电机工作原理基本相同。依靠电枢气流与气隙磁通的作用产生电磁转矩,使减速电机转动。通常采用电枢控制方式,在保持励磁电压不变的条件下,通过改变电压来改变转速。电压越小转速越低,电压为零时,停止转动。因为电压为零时,电流也为零,所以电机不会产生电磁转矩,既不会出现自转现象。

  3、 直流减速电机的特点

  输入或输出为直流电能的旋转电机。它的模拟调速系统一般是由2个闭环构成的,既速度闭环和电流闭环,为使二者能够相互协调、发挥作用,在系统中设置了2个调节器,分别调节转速和电流。2个反馈闭环在结构上采用一环套一环的嵌套结构,这就是所谓的双闭环调速系统,它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点,因而得到广泛地应用。

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