第8章新电机介绍ppt课件.ppt

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1、第8章新电机介绍中国矿大信电学院控制电机主要内容：1、直线电动机的结构、工作原理及应用；2、超声波电动机的结构、工作原理及应用；3、无刷直流电动机的结构、工作原理及应用；4、开关磁阻电动机的结构、工作原理及应用；第一节直线电动机一、概述利用电能直接产生直线运动的电动机。其原理与相应的旋转式电动机相似，在结构上可看作是由相应旋转电机沿径向切开,拉直演变而成。直线电动机包括定子和动子两个主要部分旋转电机定子动子直线电动机的结构有扁平型和管型1、轨道；2、磁路；3、定子叠片；4、定子绕组扁平型管型直线电动机按原理分为直流直线电动机、交流直线异步电动机、直线步进电

2、动机和交流直线同步电动机直线电动机较多地应用于各种定位系统和自动控制系统。大功率的直线电动机还常用于电气铁路高速列车的牵引、鱼雷的发射等装备中。吸引型推斥型二、直线直流电动机直流供电的直线电动机。由一套磁极和一组绕组构成。分为动极式和动圈式两种。直流动圈式直线电动机，由于其结构与扬声器的音圈相似，故又称为音圈式直线电动机，简称音圈电动机。定子NSIa电枢F定子NSIa电枢FV（一）、直线直流电动机工作原理电枢导体中的电流与主磁极磁场作用，产生电磁力。动子在该电磁力作用下沿直线运动。总电磁力：Fem=NBliaN：总匝数；B：气隙磁密；l:导体有效长度；ia：

3、导体电流直线直流电动机工作原理动圈式直线电动机有长动圈和短动圈结构长动圈电枢线圈轴向长度比行程长，铜耗大，但永磁利用率高，体积小。短动圈电枢线圈轴向长度比行程短，永磁利用率低，但比推力均匀，性能好。NS动圈铁心后端板前端板磁极长动圈式NS短动圈式（二）、直线直流电动机方程电压方程：U=RaIa+E电势：N：每极总匝数；L：行程；v:速度电压方程：U=RaIa+E电势：转速特性：总电磁力：Fem=NBliavIa0v0IaNvN自然特性结论：直流直线电动机由于推力与电枢电流成正比，速度与电枢电压成正比，有良好的线性控制特性。它与闭环控制系统配合，可以进行精密的

4、调节和控制，适用于自动控制系统，例如计算机磁盘驱动器的磁头定位系统、机器人系统等。vIa0v0IaNvN自然特性总电磁力：Fem=NBlia三、直线异步电动机定子动子单边型定子动子双边型定子（一）结构与工作原理由旋转式异步电动机演变而来。其工作原理和旋转式异步电动机相同。主要由定子和动子两部分组成，嵌有线圈的部分为定子。当定子多相绕组中通入对称交流电流后，电机气隙中就产生一个磁场行波，切割动子的导体而感应电流。此电流与磁场作用产生电磁力使动子发生直线运动。直线异步电动机的速度与极距、频率成正比，改变极距或频率可以调速。改变直线异步电动机定子通电相序，可以改变

5、运动方向。直线异步电动机常在工业自动化系统中作为操作杆的动力，用它操作自动门窗、自动开关和阀门以及各种机械手，也可用于电气铁路高速列车的牵引和鱼雷发射等。（二）调速及应用四、直线同步电动机由旋转式同步电动机演变而来。其工作原理和旋转式同步电动机相同。主要由定子和动子两部分组成，嵌有交流线圈的部分为定子。当定子多相绕组中通入对称交流电流后，电机气隙中就产生一个磁场行波，与动子的磁场作用产生电磁力使动子发生直线运动。直线同步电动机的比推力较直线异步电动机的比推力大，功率因数和效率也比异步好。因此，直线同步电动机的性能优越。五、直线步进电动机由旋转式步进电动机演变

6、而来。它是利用定子和动子间气隙磁阻的变化所产生的电磁力而工作的。它分为感应子式和磁阻式。（一）感应子式的结构定子由带齿槽的铁磁材料制成；槽中填满非铁磁材料，使表面光滑；齿间距为t。动子由永磁体（A、B）、导磁极和励磁绕组组成；永磁体A和B的N和S极相反，间距等于（k±1/4）t；当A的齿与定子齿槽对齐时，B的齿与定子齿槽错开t/4齿槽t磁体A磁体BNSSNA相励磁绕组B相励磁绕组动子定子（二）感应子式的原理磁体A磁体BNSSNb′aca′c′d′bdIA=+IIB=0(1)A相加正电压，B相不加电压齿a和a′中的永磁体磁场与A相电流产生的磁场相加；齿c和c′

7、中的磁场相减，全部被去磁。因此，仅齿a和a′中的磁场才会产生电磁力，使其与定子齿对齐。而B相所有齿中磁场相等，产生电磁力相互抵消。磁体A磁体BNSSNb′aca′c′d′bdIA=0IB=+I(2)B相加正电压，A相不加电压齿b和b′中的永磁体磁场与B相电流产生的磁场相加；齿d和d′中的磁场相减，全部被去磁。因此，仅齿b和b′中的磁场才会产生电磁力，使其与定子齿对齐，动子移动t/4。而A相所有齿中磁场相等，产生电磁力相互抵消。磁体A磁体BNSSNb′aca′c′d′bdIA=-IIB=0(3)A相加负电压，B相不加电压齿c和c′中的永磁体磁场与A相电流产生的

8、磁场相加；齿a和a′中的磁场相减，全部被去磁。因此，