一、控制電機

在自動控制系統(tǒng)中，作測量和比較元件、放大元件、執(zhí)行和計算元件的旋轉(zhuǎn)電機統(tǒng)稱為控制電機。

1、控制電機的分類

控制電機分為直流控制電機和交流控制電機。直流控制電機有測速發(fā)電機、電機放大機和伺服電動機；交流控制電機有伺服電動機、測速發(fā)電機、步進電動機、旋轉(zhuǎn)變壓器和自整角機。

2、控制電機的應(yīng)用

1）生產(chǎn)過程中和科學(xué)實驗中的自動控制、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

2）遙控和遙測系統(tǒng)。

3）同步隨動系統(tǒng)。

4）生產(chǎn)過程中的自動監(jiān)視系統(tǒng)。

5）自動儀表和自動化記錄裝置。

6）模擬計算裝置。

根據(jù)用途和功能不同，控制電機分為訊號元件和功率元件兩大類。凡是用于轉(zhuǎn)換訊號的屬于訊號元件，例如把角位移轉(zhuǎn)換成電訊號的旋轉(zhuǎn)變壓器、自整角變壓器以及把速度轉(zhuǎn)換成電壓訊號的測速發(fā)電機等。

凡是把電訊號轉(zhuǎn)換成功率的都屬于功率元件，如把較小的電訊號放大并控制較大功率的電機放大機，將電能轉(zhuǎn)換成機械能的指示式自整角機和伺服電動機等。

二、步進電動機

步進電動機是一種將輸入的脈沖訊號轉(zhuǎn)換成機械角度或直線位移的控制電機。每輸入一個脈沖訊號，步進電動機轉(zhuǎn)過一個固定角位移或移動一個直線位移，因運動是斷續(xù)的，故又稱為脈沖電動機。

步進電動機的種類很多，其結(jié)構(gòu)和工作原理各不相同。按其結(jié)構(gòu)不同，可分為反應(yīng)式和勵磁式，而勵磁式又分為供電勵磁式和永久勵磁式兩種。按供電相數(shù)分有單相式、兩相式和三相式步進電動機。

由于步進電動機可作旋轉(zhuǎn)運動、直線運動和平面運動，因此廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、自動記錄儀表等。

三、伺服電動機

在自動控制系統(tǒng)中,伺服電動機是用作執(zhí)行元件。把輸入的電訊號轉(zhuǎn)換為軸上的角位移或角速度。按其供電電源的不同，可分為直流伺服電動機和交流服電動機。

1、直流伺服電動機

直流伺服電動機一般是微型直流電動機。其結(jié)構(gòu)與普通直流電動機相似，其勵磁方式為他勵式或永磁式。有兩種控制方式，磁場控制和電樞控制。直流伺服電動機的磁路一般不飽和，無需考慮磁化曲線非線性和電樞反應(yīng)的影響

2、交流伺服電動機

交流伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理與一般的兩相異步電動機基本相同，但也有其特點。

對交流伺服電動機的要求是:

1）可控性好

當(dāng)訊號電壓為零時，電動機能自動停轉(zhuǎn)，要求無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象；

2）運行穩(wěn)定

當(dāng)控制訊號改變時，電動機能在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運行；

3）快速響應(yīng)

要求對訊號反應(yīng)靈敏，接到控制訊號時能快速起動，失去訊號后能自行制動，迅速停轉(zhuǎn)。

交流伺服電動機的定子結(jié)構(gòu)與一般異步電動機相似，有兩個定子繞組即勵磁繞組和控制繞組，兩者在空間上相差90^0^電角度。勵磁繞組接供電電源，控制繞組接控制電路。其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有鼠籠型和非磁性杯型兩種。鼠籠型與一般籠型異步電動機的轉(zhuǎn)子相似,這種電動機具有勵磁電流小、體積小、機械強度高的優(yōu)點，廣泛用于小功率自控系統(tǒng)中。

在快速響應(yīng)性能要求較高的場合下，多采用非磁性空心杯轉(zhuǎn)子，由于它慣性小，摩擦力矩小，所以工作時反應(yīng)靈敏，改變轉(zhuǎn)向迅速，無噪音，并且調(diào)速范圍大，因此廣泛應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)中。