根據(jù)控制電機在自動控制系統(tǒng)中的作用,可以分為執(zhí)行元件和測量元件兩類:
包括直流伺服電機、交流伺服電機、步進電動機和力矩式自整角接收機等。這些控制電機的任務(wù)是將電信號轉(zhuǎn)換成軸上的角速度、先速度和角位移,并帶動控制對象運動。因向控制對象輸出機械功率、所以此類控制電機又稱功率元件。
包括直流測速發(fā)電機、交流測速發(fā)電機、控制式自整角機等。這些電機的任務(wù)是機械轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角差轉(zhuǎn)換成電壓信號。一般在自動控制系統(tǒng)中作為敏感元件和校正元件使用。由于它們能夠測量機械轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角差,所以稱為測量元件。因為它們是把機械量轉(zhuǎn)換成電壓信號送入自動控制系統(tǒng)中,所以也稱為信號元件。
控制電機性能的好壞直接影響到整個控制系統(tǒng)的工作性能?,F(xiàn)代化控制系統(tǒng)除了要求控制電機體積小、重量輕、點少以外,還要求其具有高可靠性、高精度和快速響應(yīng)性能。
控制電機的工作可靠性對保證自動控制系統(tǒng)的正常工作非常重要。在宇宙航行系統(tǒng)、軍事裝備和一些現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)中,對所用控制電機的可靠性提出了很高的要求。
在軍事設(shè)備、無線電導(dǎo)航、無線電定位、位置指示、自動記錄、遠程控制、機床加工、自動控制等系統(tǒng)中,對精度的要求也越來越高。
由于自動控制系統(tǒng)中主令信號變化很快,所以要求控制電機特別是功率元件對信號做出快速響應(yīng)。
伺服電機又稱執(zhí)行電機,在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件,把輸入的電壓信號變換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度輸出。改變控制電壓可以改變伺服電動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。
伺服電機分類
步進電機術(shù)語斷續(xù)運轉(zhuǎn)的同步電動機。它將輸入的脈沖電信號變換為階躍的角位移或直線位移,也就是給一個脈沖信號,電動機就轉(zhuǎn)一個角度或前進一步,因此叫做步進電機。因為它輸入的既不是正弦交流,也不是恒定直流,而是脈沖電流,所以也叫脈沖電動機。
步進電機的分類
按照勵磁方式的不同,步進電動機分為反應(yīng)式、永磁式和感應(yīng)式三類。它們產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的原理雖然不同,但其動作過程基本上是相同的。
測速發(fā)電機是一種把轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換為電壓信號的機電式元件。它的輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。
測速發(fā)電機的分類
按照結(jié)構(gòu)和工作原理的不同,測速發(fā)電機分為直流測速發(fā)電機、感應(yīng)測速發(fā)電機和同步測速發(fā)電機,近年來還有采用新原理、新結(jié)構(gòu)研制的霍爾效應(yīng)測速發(fā)電機等。
自整角機是一種將轉(zhuǎn)角變換成電壓信號或?qū)㈦妷盒盘栕儞Q成轉(zhuǎn)角,以實現(xiàn)角度傳輸、變換和指示的元件。它可以用于測量或控制遠距離設(shè)備的角度位置,也可以在隨動系統(tǒng)中用作機械設(shè)備之間的角度聯(lián)動裝置,以使機械上互不相連的兩根或兩根以上的轉(zhuǎn)軸保持同步偏轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)。
自整角機的分類
根據(jù)自整角機在系統(tǒng)中的作用不同,自整角機可分為控制式和力矩式兩大類。
旋轉(zhuǎn)變壓器是自動控制裝置中的一類精度控制微電動機。從物理本質(zhì)看,可以認(rèn)為是一種可以旋轉(zhuǎn)的變壓器,這種變壓器的一、二次繞組分別放置在定子和轉(zhuǎn)子上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器的一次側(cè)施加交流電壓勵磁時,其二次側(cè)輸出電壓將與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角保持某種嚴(yán)格的函數(shù)關(guān)系,從而實現(xiàn)角度的檢測、解算或傳輸?shù)裙δ堋?/p>
旋轉(zhuǎn)變壓器的分類
按輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系,可以分為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器和比例式旋轉(zhuǎn)變壓器。
傳統(tǒng)的控制電機是一種微電機,容量在幾十微瓦至幾百瓦之間。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,大功率控制系統(tǒng)的需求越來越多,目前控制電機的功率已達幾十千瓦??刂齐姍C可以用來帶動控制系統(tǒng)的機構(gòu)運行,也可以用來測量機械轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速,也可以進行三角函數(shù)的運算、微積分等,控制電機將在我們的生活中起到越來越廣泛的作用。