1、1AUO Proprietary&ConfidentialAgenda电磁感应马达基本原理感应马达基本原理步进马达原理伺服马达原理2AUO Proprietary&Confidential电磁感应电磁感应电流的磁效应：1820年奥斯特首次由实验发现。电磁感应-法拉第 因磁通量变化产生感应电动势的现象。3AUO Proprietary&Confidential电磁感应电磁感应先复习一下两个有用的法则：左手定则：伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极，手背对准S极)，四指指向电流方向，那么大拇指的方向就是导体受力方向。左手定则应用：已知电流方向和磁感线方向，判断通电导体在磁场中受力方向。右手定则
2、：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向。右手定则应用：确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向 4AUO Proprietary&Confidential马达基本原理马达基本原理马达,是电动机的俗称.它是根据电磁感应原理来进行工作的.载流导体在磁场中受到力的作用而运动.N SiabcdFFii+AB-n电动机模型5AUO Proprietary&Confidential感应马达基本原理感应马达基本原理感应电动机是一种常用的电动机，它的内部结构如下：定子定子转子转子风扇
3、风扇6AUO Proprietary&Confidential感应马达基本原理感应马达基本原理在感应电动机的定子上绕有了线圈组，通以三相交流电。互成120的线圈AA、BB、CC中通入瞬时值为i1、i2、i3的三相交流电，在三个线圈中分别产生磁场B1、B2、B3。i1=Imsint i2=Imsin(t-120)i3=Imsin(t-240)B1=Bmsint B2=Bmsin(t-120)B3=Bmsin(t-240)7AUO Proprietary&Confidential感应马达基本原理感应马达基本原理 三个线圈产生的总磁场：B=B1+B2+B3 三相交流电的相速为 Bx=B1-B2cos
4、60-B3cos60=Bmsint By=B3sin60-B2cos60=Bmcost B=Bx2+By2 =1.5Bm;tg=Bx/By=tgt结论：当三个互成120的线圈中通入三相交流电后，将在三个线圈所构成的空间中产生大 小恒定为 Bm，方向时刻改变，以恒定角速度旋转的变化磁场 8AUO Proprietary&Confidential感应马达基本原理感应马达基本原理 假如在定子里放一个线圈，当磁场旋转，根据楞次定律，磁场中的线圈将跟着它转上去，而感应电动机中的转子就由许多线框构成，在定子中通以三相交流电后，转子就会跟着转，这样一来就可以把电能转化，对外做功了。这就是感应电动机的工作原理
5、 9AUO Proprietary&Confidential步进马达原理步进马达原理 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。步进电机结构图：10AUO Proprietary&Confidential步进马达原理步进马达原理 步进电机动作原理图：A相通电，相通电，B，C，D相不通电时，相不通电时，由于磁场作用，齿由于磁场作用，齿1与与A对齐对齐 B相通电，相通电，A，C，D相不相不通电时，齿通电时，齿2与与B对齐对齐 C相通电，相通电，A，B，D相不相不通电
6、时，齿通电时，齿3与与C对齐对齐 11AUO Proprietary&Confidential步进马达原理步进马达原理 步进电机动作原理图：如果不断地按A，B，C，A通电，电机就每步（每脉冲）1/3转子齿距,向右旋转。如按A，C，B，A通电，电机就反转。由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BCC-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3齿距改变为1/6齿距 12AUO Proprietary&Confidential步进马达原理步进马达原理 步进电机细分驱动原理：以五相步进
7、马达为例:定子拥有小齿状的磁极，共有 10 个，皆绕有线圈。其线圈的对角位置的磁极相互连接着，电流流通后，线圈即会被磁 化成同一极性。（例如某一线圈经由电流的流通后，对角线的磁极将 同化成 S 极或 N 极。）对角线的 2 个磁极形成 1 个相，而由于有 A 相至 E 相等 5 个相位，因此称为 5 相步进电动机。转子的外圈由 50 个小齿构成，转子 1 和转子 2 的小齿于构造上互 相错开 1/2 螺距。13AUO Proprietary&Confidential步进马达原理步进马达原理 步进电机细分驱动原理：A相励磁：相励磁：将 A 相励磁，会使得磁极磁化成 S 极，而其将与带有 N 极磁
8、性的 转子 1 的小齿互相吸引，并与带有 S 极磁性的转子 2 的小齿相斥，于平衡后停止。此时，没有励磁的 B 相磁极的小齿和带有 S 极磁性 的转子 2 的小齿互相偏离 0.72。以上是 A 相励磁时的定子和转子 小齿的位置关系。14AUO Proprietary&Confidential步进马达原理步进马达原理 步进电机细分驱动原理：B相励磁：相励磁：由 A 相励磁转为 B 相励磁时，B 相磁极磁化成 N 极，与拥有 S 极磁性的转子 2 互相吸引，而与拥有 N 极磁性的转子 1 相斥。，从 A 相励磁转换至 B 相励磁时，转子转动 0.72 由此可知，励磁相位随 A 相 B 相 C 相
9、D 相 E 相 A 相依次转换，则步进电动机以每次 0.72做正确的转动。同样的，希望作反方向转动时，只需将励磁顺序倒转，依照 A 相 E 相 D 相 C 相 B相 A 相励磁即可。15AUO Proprietary&Confidential伺服马达原理伺服马达原理伺服电机的工作原理：伺服电机又称执行电动机，其名称来源于英文SERVO，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W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
10、动的角度，从而达到使伺服电机精确定位的目的这也是伺服电机与普通电机或步进电机控制原理上的最大区别。16AUO Proprietary&Confidential伺服马达原理伺服马达原理伺服电机的工作原理：伺服电机又称执行电动机，其名称来源于英文SERVO，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W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，从而达到使伺服电机精确定位的目的这也是伺服电机与普通电机或步进电机控制原理上的最大区别。17AUO Proprietary&Confidential伺服马达原理伺服马达原理 伺服马达上的Encoder 位置Encoder18AUO Proprietary&Confidential结语结语 以上是针对常用马达的基本原理的简单介绍。随着科技的进步，各种新型的马达也层出不穷，如线性马达，液压马达，气动马达等，这些都需要大家在工作实践中不断学习和灵活运用。19AUO Proprietary&ConfidentialAUO Proprietary&Confidential
