nm之0m .⑧N 椭圆磁场的等效组成 与gt 椭圆形磁场可用两个转速相同、转向相反的 t仁t60 圆形旋转磁场来代替： 中=中=Dm t仁t1-0.707④m ◆转向与原来椭圆磁场相同（正向圆形旋 转磁场)的圆形磁场： 中=0.7070m ◆转向与原来椭圆磁场相反（反向圆形旋 t仁t2⑨=0 转磁场)的圆形磁场。 D=更，=中m t仁t专-0.707m 0=-0.707Φ m 磁密的分解 分解几何图解： 横轴幅值：B,=Bsin(ot-90) 纵轴幅值：B.=aB sin ot(O<a≤l) 其中，α为控制绕组和激磁绕组磁势之比 分解：B,=Bn+B2 =aBo sin(@t-90)+(1-a)Bm sin(@t-90) +G+G B,和B,构成圆形磁场，B2为脉振磁场。 α=1时，椭圆旋转磁场变为圆形磁场。 +G 分解的结论 伺服电机圆形磁场下的机械特性 由前面普通三相电 一个椭园旋 椭圆旋转磁 机的讨论： 转磁场可用 或：进一步 场可分解为 圆形磁场下当转子 一个正向圆 描述 两个转速相 电阻足够大时， 形旋转磁场 同、 转向相 s≥1，整个机械特 和一个反向 反 幅值不 性段均为稳定工作 段（曲线3和4） 圆形旋转磁 同的圆形磁 场来等效。 转子电阻大，会导致发热 不网转子电阻的机械特性 严重，效率低，所以两相 1-rm,2-r3-ra4-r4 伺服电机的功率一般较小 (n>ma>ru>m) 6
6 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Φk t Φkm Nf Nk Φ k Φ f t= t0 Φk =0 Φ =Φf =Φ fm Φ fm Φ t= t1 Φk =0.707Φkm Φf = 0.707Φ fm t= t2 Φ = Φk =Φkm Φf = 0 Φ Φkm n1 t= t3 Φk =0.707Φkm Φf = – 0.707Φ fm Φ Φ f Φ k Φ Φ k Φ f t0 Φfm t Φf t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Φfm >Φkm 椭圆磁场的等效组成 转向与原来椭圆磁场相同（正向圆形旋 转磁场）的圆形磁场； 转向与原来椭圆磁场相反（反向圆形旋 转磁场）的圆形磁场。 椭圆形磁场可用两个转速相同、转向相反的 圆形旋转磁场来代替： 磁密的分解 横轴幅值： 纵轴幅值： 其中，α为控制绕组和激磁绕组磁势之比 分解： Bc和Bf1构成圆形磁场，Bf2为脉振磁场。 时，椭圆旋转磁场变为圆形磁场。 B = B sin( t − 90°) f fm ω B =αB sinωt (0 <α ≤1) c fm 1 2 sin( 90 ) (1 ) sin( 90 ) ff f fm fm BBB αω α ω Bt Bt = + = − °+ − − ° α =1 分解几何图解： 分解的结论 一个椭圆旋 转磁场可用 一个正向圆 形旋转磁场 和一个反向 圆形旋转磁 场来等效。 椭圆旋转磁 场可分解为 两个转速相 同、转向相 反、幅值不 同的圆形磁 场。 或：进一步 描述 伺服电机圆形磁场下的机械特性 由前面普通三相电 机的讨论： 圆形磁场下当转子 电阻足够大时， sm≥1，整个机械特 性段均为稳定工作 段（曲线3和4） 转子电阻大，会导致发热 严重，效率低，所以两相 伺服电机的功率一般较小
讨论：为什么伺服电机要求整个 从分解角度理解椭圆旋转磁场 机械特性曲线为稳定工作段？ 的机械特性 机拔特性以峰值为界可分成两段 上升段 下降段 设电机负栽转矩为电机在下降 段g点稳定运转，如果此时T突然增 加到T,由于电机驱动转矩小于 负载阻转矩，电机要减速，根据特 性曲线，电机减速的同时，其驱动 转矩要随着增大，一立增加到等于 T，与负载转矩相平衡为止，这 样电机在g点又稳定地运转。 因此途中下降段是个稳 T和T分别为正向和反向圆形磁场对转子的驱 定区段。 动力矩。T为合成的驱动力拒 条件：d7dn<0 不稳定段的工况分析？ 实际电机转速最大为no,小于同步转速。 转子电阻取较大值的另一个 椭圆旋转磁场作用下的机械特性 原因：确保无自转 自转现象： 控制和激磁绕组的磁势 T 之比a越小，椭圆度越 当控制电压为零时，转子的转速不为零（一种 大，输出电磁转矩越 失控现象)。伺服电机的特性显然应确保控制 小。 =0.76 电压为零时转速为零。 =0.5 自转产生的原因： 调速原理：当控制电压 -0.25 当控制电压为零，励磁电压仍 改变时，a相应变化， 然存在，此时为脉振磁场。 在T,基本不变的情况 下，转速发生相应的变 脉振磁场的等效：两个方向相 Gt 化（调节） 反、幅值和频率相同的旋转磁 。. 场的叠加合成 定子绕组单相运行、 转子电阻继 转子电阻增加 续增加→ 时的特性曲线 转子电阻为小电阻时 在电机工作的0<s正 的特性曲线 <1范围内，合成转 矩T绝大部分都是正 合成转矩：制动 的（为驱动转矩） 转矩（方向与转 转子电阻进一步 速相反) 如果伺服电机在控 增大到使临界转 合成转矩曲线与 当控制电压U取 制电压作用下工 横轴相交于5=1处 、差率s正之1 消变为单相运行 作， 当突然使控制 时，电机产生制 电信号0=0，只要 动转矩，与负载 阻转矩小于单相运 阻转矩一起促使 临界转差 行时的最大转矩， 电机迅速停转 率sm正<1 电机仍将在转矩T作 (无自转)。 用下继续旋转，即 产生了自转现象 7
7 讨论：为什么伺服电机要求整个 机械特性曲线为稳定工作段？ 机械特性以峰值为界可分成两段 设电机负载转矩为TL ，电机在下降 段g点稳定运转。如果此时TL突然增 加到TL ′，由于电机驱动转矩小于 负载阻转矩，电机要减速，根据特 性曲线，电机减速的同时，其驱动 转矩要随着增大，一直增加到等于 TL ′，与负载转矩相平衡为止，这 样电机在g′点又稳定地运转。 不稳定段的工况分析？ 上升段 下降段 因此途中下降段是个稳 定区段。 条件：dT/dn＜0 从分解角度理解椭圆旋转磁场 的机械特性 T+和T- 分别为正向和反向圆形磁场对转子的驱 动力矩。T为合成的驱动力拒 实际电机转速最大为n0，小于同步转速。 椭圆旋转磁场作用下的机械特性 控制和激磁绕组的磁势 之比α越小，椭圆度越 大，输出电磁转矩越 小。 调速原理：当控制电压 改变时，α相应变化， 在TL基本不变的情况 下，转速发生相应的变 化（调节） 转子电阻取较大值的另一个 原因：确保无自转 自转现象： 当控制电压为零时，转子的转速不为零（一种 失控现象）。伺服电机的特性显然应确保控制 电压为零时转速为零。 自转产生的原因： 当控制电压为零，励磁电压仍 然存在，此时为脉振磁场。 脉振磁场的等效：两个方向相 反、幅值和频率相同的旋转磁 场的叠加合成 定子绕组单相运行、 转子电阻为小电阻时 的特性曲线 在电机工作的0＜s正 ＜1范围内， 合成转 矩T绝大部分都是正 的（为驱动转矩） 临界转差 率sm正<1 如果伺服电机在控 制电压Uk 作用下工 作， 当突然使控制 电信号Uk=0， 只要 阻转矩小于单相运 行时的最大转矩， 电机仍将在转矩T作 用下继续旋转，即 产生了自转现象。 合成转矩：制动 转矩（方向与转 速相反） 当控制电压Uk取 消变为单相运行 时，电机产生制 动转矩，与负载 阻转矩一起促使 电机迅速停转 （无自转）。 转子电阻增加 时的特性曲线 转子电阻进一步 增大到使临界转 差率s 合成转矩曲线与 m正 ＞1 横轴相交于s=1处 转子电阻继 续增加