根據控制電機在自動控制系統中的作用,可以分為執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是將電信號轉換成軸上的角速度、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。
包括直流測速發電機、交流測速發電機、控制式自整角機等。這些電機的任務是機械轉速、轉角和轉角差轉換成電壓信號。一般在自動控制系統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速、轉角和轉角差,所以稱為測量元件。因為它們是把機械量轉換成電壓信號送入自動控制系統中,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的工作性能。現代化控制系統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、高精度和快速響應性能。
控制電機的工作可靠性對保證自動控制系統的正常工作非常重要。在宇宙航行系統、軍事裝備和一些現代化生產系統中,對所用控制電機的可靠性提出了很高的要求。
在軍事設備、無線電導航、無線電定位、位置指示、自動記錄、遠程控制、機床加工、自動控制等系統中,對精度的要求也越來越高。
由于自動控制系統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。
伺服電機又稱執行電機,在自動控制系統中作為執行元件,把輸入的電壓信號變換成轉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速及轉向。
伺服電機分類
步進電機術語斷續運轉的同步電動機。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式、永磁式和感應式三類。它們產生電磁轉矩的原理雖然不同,但其動作過程基本上是相同的。
測速發電機是一種把轉子轉換為電壓信號的機電式元件。它的輸出電壓與轉速成正比關系。
測速發電機的分類
按照結構和工作原理的不同,測速發電機分為直流測速發電機、感應測速發電機和同步測速發電機,近年來還有采用新原理、新結構研制的霍爾效應測速發電機等。
自整角機是一種將轉角變換成電壓信號或將電壓信號變換成轉角,以實現角度傳輸、變換和指示的元件。它可以用于測量或控制遠距離設備的角度位置,也可以在隨動系統中用作機械設備之間的角度聯動裝置,以使機械上互不相連的兩根或兩根以上的轉軸保持同步偏轉或旋轉。
自整角機的分類
根據自整角機在系統中的作用不同,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。從物理本質看,可以認為是一種可以旋轉的變壓器,這種變壓器的一、二次繞組分別放置在定子和轉子上。當旋轉變壓器的一次側施加交流電壓勵磁時,其二次側輸出電壓將與轉子的轉角保持某種嚴格的函數關系,從而實現角度的檢測、解算或傳輸等功能。
旋轉變壓器的分類
按輸出電壓與轉子轉角的函數關系,可以分為正余弦旋轉變壓器、線性旋轉變壓器和比例式旋轉變壓器。
傳統的控制電機是一種微電機,容量在幾十微瓦至幾百瓦之間。隨著科學技術的不斷發展,大功率控制系統的需求越來越多,目前控制電機的功率已達幾十千瓦。控制電機可以用來帶動控制系統的機構運行,也可以用來測量機械轉角或轉速,也可以進行三角函數的運算、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。