馬達(dá)原理簡(jiǎn)介教學(xué)教材

1、1AUO Proprietary & Confidential馬達(dá)原理簡(jiǎn)介2AUO Proprietary & Confidential電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)先復(fù)習(xí)一下兩個(gè)有用的法則： 左手定則：伸開(kāi)左手,讓磁感線穿入手心(手心對(duì)準(zhǔn)N極，手背對(duì)準(zhǔn)S極)， 四指指向電流方向 ，那么大拇指的方向就是導(dǎo)體受力方向。 左手定則應(yīng)用：已知電流方向和磁感線方向，判斷通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向。 右手定則：伸開(kāi)右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把右手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，則其余四指指向感應(yīng)電流的方向。 右手定則應(yīng)用：確定導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)

2、在導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向 3AUO Proprietary & Confidential馬達(dá)基本原理馬達(dá)基本原理馬達(dá),是電動(dòng)機(jī)的俗稱. 它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)進(jìn)行工作的.載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用而運(yùn)動(dòng). N SiabcdFFii+AB-n電動(dòng)機(jī)模型4AUO Proprietary & Confidential感應(yīng)馬達(dá)基本原理感應(yīng)馬達(dá)基本原理感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是一種常用的電動(dòng)機(jī)，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下： 定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子風(fēng)扇風(fēng)扇5AUO Proprietary & Confidential感應(yīng)馬達(dá)基本原理感應(yīng)馬達(dá)基本原理在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子上繞有了線圈組，通以三相交流電?；コ?20

3、的線圈AA、BB、CC中通入瞬時(shí)值為i1、i2、i3的三相交流電，在三個(gè)線圈中分別產(chǎn)生磁場(chǎng)B1、B2、B3。 i1=Imsint i2=Imsin(t-120) i3=Imsin(t-240) B1=Bmsint B2=Bmsin(t-120) B3=Bmsin(t-240) 6AUO Proprietary & Confidential感應(yīng)馬達(dá)基本原理感應(yīng)馬達(dá)基本原理 三個(gè)線圈產(chǎn)生的總磁場(chǎng)： B=B1+B2+B3 三相交流電的相速為 Bx=B1-B2cos60-B3cos60 =Bmsint By= B3sin60-B2cos60= Bmcost B= Bx2 +By2 =1.5Bm

4、; tg= Bx/By =tgt結(jié)論：當(dāng)三個(gè)互成120的線圈中通入三相交流電后，將在三個(gè)線圈所構(gòu)成的空間中產(chǎn)生大 小恒定為 Bm，方向時(shí)刻改變，以恒定角速度旋轉(zhuǎn)的變化磁場(chǎng) 7AUO Proprietary & Confidential感應(yīng)馬達(dá)基本原理感應(yīng)馬達(dá)基本原理 假如在定子里放一個(gè)線圈，當(dāng)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)楞次定律，磁場(chǎng)中的線圈將跟著它轉(zhuǎn)上去，而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子就由許多線框構(gòu)成，在定子中通以三相交流電后，轉(zhuǎn)子就會(huì)跟著轉(zhuǎn)，這樣一來(lái)就可以把電能轉(zhuǎn)化，對(duì)外做功了。這就是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理 8AUO Proprietary & Confidential步進(jìn)馬達(dá)原理步進(jìn)馬達(dá)原理 步進(jìn)

5、電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖：9AUO Proprietary & Confidential步進(jìn)馬達(dá)原理步進(jìn)馬達(dá)原理 步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作原理圖：A相通電，相通電，B，C，D相不通電時(shí)，相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒由于磁場(chǎng)作用，齒1與與A對(duì)齊對(duì)齊 B相通電，相通電，A，C，D相不相不通電時(shí)，齒通電時(shí)，齒2與與B對(duì)齊對(duì)齊 C相通電，相通電，A，B，D相不相不通電時(shí)，齒通電時(shí)，齒3與與C對(duì)齊對(duì)齊 10AUO Proprietary &

6、; Confidential步進(jìn)馬達(dá)原理步進(jìn)馬達(dá)原理 步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作原理圖： 如果不斷地按A，B，C，A通電，電機(jī)就每步（每脈沖）1/3轉(zhuǎn)子齒距,向右旋轉(zhuǎn)。如按A，C，B，A通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。由此可見(jiàn)：電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。 出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BCC-CA-A這種導(dǎo)電狀態(tài)，這樣將原來(lái)每步1/3齒距改變?yōu)?/6齒距 11AUO Proprietary & Confidential步進(jìn)馬達(dá)原理步進(jìn)馬達(dá)原理 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)原理： 以五相步進(jìn)馬達(dá)為例: 定子擁有小齒狀的磁極，共有 10 個(gè)

7、，皆繞有線圈。 其線圈的對(duì)角位置的磁極相互連接著，電流流通后，線圈即會(huì)被磁 化成同一極性。（例如某一線圈經(jīng)由電流的流通后，對(duì)角線的磁極將 同化成 S 極或 N 極。） 對(duì)角線的 2 個(gè)磁極形成 1 個(gè)相，而由于有 A 相至 E 相等 5 個(gè)相位， 因此稱為 5 相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 轉(zhuǎn)子的外圈由 50 個(gè)小齒構(gòu)成，轉(zhuǎn)子 1 和轉(zhuǎn)子 2 的小齒于構(gòu)造上互 相錯(cuò)開(kāi) 1/2 螺距。12AUO Proprietary & Confidential步進(jìn)馬達(dá)原理步進(jìn)馬達(dá)原理 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)原理： A相勵(lì)磁：相勵(lì)磁： 將 A 相勵(lì)磁，會(huì)使得磁極磁化成 S 極，而其將與帶有 N 極磁性的 轉(zhuǎn)子 1 的小齒

8、互相吸引，并與帶有 S 極磁性的轉(zhuǎn)子 2 的小齒相斥， 于平衡后停止。此時(shí)，沒(méi)有勵(lì)磁的 B 相磁極的小齒和帶有 S 極磁性 的轉(zhuǎn)子 2 的小齒互相偏離 0.72。以上是 A 相勵(lì)磁時(shí)的定子和轉(zhuǎn)子 小齒的位置關(guān)系。 13AUO Proprietary & Confidential步進(jìn)馬達(dá)原理步進(jìn)馬達(dá)原理 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)原理： B相勵(lì)磁：相勵(lì)磁：由 A 相勵(lì)磁轉(zhuǎn)為 B 相勵(lì)磁時(shí)，B 相磁極磁化成 N 極，與擁有 S 極磁性的轉(zhuǎn)子 2 互相吸引，而與擁有 N 極磁性的轉(zhuǎn)子 1 相斥。，從 A 相勵(lì)磁轉(zhuǎn)換至 B 相勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 0.72 由此可知，勵(lì)磁相位隨 A 相 B 相 C 相 D

9、相 E 相 A 相依次轉(zhuǎn)換，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以每次 0.72做正確的轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣的，希望作反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只需將勵(lì)磁順序倒轉(zhuǎn)，依照 A 相 E 相 D 相 C 相 B相 A 相勵(lì)磁即可。14AUO Proprietary & Confidential伺服馬達(dá)原理伺服馬達(dá)原理伺服電機(jī)的工作原理： 伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，其名稱來(lái)源于英文SERVO，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，

10、調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度 ，從而達(dá)到使伺服電機(jī)精確定位的目的這也是伺服電機(jī)與普通電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)控制原理上的最大區(qū)別。15AUO Proprietary & Confidential伺服馬達(dá)原理伺服馬達(dá)原理伺服電機(jī)的工作原理： 伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，其名稱來(lái)源于英文SERVO，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度 ，從而達(dá)到使伺服電機(jī)精確定位的目的這也是伺服電機(jī)與普通電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)控制原理上的最大區(qū)別。16AUO Proprietary & Confidential伺服馬達(dá)原理伺服馬達(dá)原理 伺服馬達(dá)上的Encoder 位置Encoder17AUO Proprietary & Confidential結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 以上是針對(duì)常用馬達(dá)的基本原理的簡(jiǎn)單介紹。隨著科技的進(jìn)步，各種新型的馬達(dá)也層出不窮，如線性馬達(dá)，液壓馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)等，這些都需要大家在工作實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)和靈活運(yùn)用。18AUO Pro