机电传动控制-第七章2课件
合集下载
机电传动与控制资料课件
系统辨识是研究如何通过实验 数据来识别系统的参数和结构 的学科。在机电传动系统中， 系统辨识可用于识别控制系统 的参数和结构，优化控制性能。
鲁棒控制是研究如何在系统存 在不确定性和干扰时，保证控 制系统性能的学科。在机电传 动系统中，鲁棒控制可用于提 高控制系统的稳定性和抗干扰 能力。
03
机电传动控制系统的设计
要点三
数控机床的调速系统
数控机床的调速系统是实现机床稳定 运行的重要部分，包括机械调速、电 气调速和计算机控制调速等。
工业机器人传动控制系统实例分析
工业机器人的传动控 制系统概述
工业机器人是一种自动化生产设备， 其传动控制系统是实现机器人运动的 关键部分。
工业机器人的电机类 型及选用
工业机器人通常使用的电机包括交流 异步电机、直流电机、伺服电机等， 根据机器人的性能要求选用合适的电机。
电机性能的提升
采用高转矩、低惯量、高效率的电机，提高系统的响 应速度和能量转换效率。
减速机的优化
通过改变减速机的传动比、提高传动效率、降低传动 噪音等方面进行优化，提高系统的传动性能。
驱动装置的改进
采用先进的驱动装置，如矢量驱动、直接驱动等技术， 提高系统的驱动能力和稳定性。
控制系统稳定性的提高
控制系统的抗干扰能 力
实现对机电传动系统的精确控制，以满足生产工艺的要求，提高生产效率和质量。
任务
通过对机电传动系统的参数进行测量和控制，确保系统的稳定性和可靠性，同时优化系统的性能和效 率。
机电传动控制的发展历程
早期机电传动控制
主要依赖于手动控制，缺乏自动化和智能化。
现代机电传动控制
随着计算机技术和自动化控制技术的发展，机电传动控制逐渐实现了自动化、智能化和高效化。
《机电传动控制》PPT课件
都要靠电动机及其控制系统来实现。
机电传动控制的任务
一、机电传动的特点
• 5、机电传动系统构成：
电动机。产生原动力 生产机械。拖动对象 传动机构。传递机械能 电气控制设备。控制电动机运转 电源。对电动机和电气控制设备供电
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
电源
自控设 备
电动机
传动机构
的需要。
电动机
二、机电传动系统发展概况
• 1、传动方式经历了三个阶段：
成组拖动 单机拖动 多电机拖动
二、机电传动系统发展概况
传动方式 成组拖动：一台电动机带动一根天轴，再由天轴
通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。特点： 效率低，故障影响广。
单机拖动：一台电动机拖动一个机械。特点：如
一 机电传动系统的动力学方程
电动机 （M）
TL
生产机械
TM
MM
+TL
单轴拖动系统
一 机电传动系统的动力学方程
• 单轴(单级)机电传动系统的运动方程
• 由牛顿第二定律
TM
TL
J
d
dt
(1.1)
J m 2 mD2 / 4
G mg TM----电动机转矩
GD2 J
4g
(1.2)
TL----负载转矩 GD2---飞轮矩
2 n
60
(1.3)
TM
TL
GD2 375
dn dt
(1.4)
n-----转速
t-----时间 ω 为角速度
375 4g 60
2
单位 :
米 秒分
• GD2=4J
• GD2是一个整体，不是G与D2 的乘积， GD2 由产品样本或机械手册上查出。 GD2 中的 D 为回转直径，不是实际直径。
机电传动控制的任务
一、机电传动的特点
• 5、机电传动系统构成：
电动机。产生原动力 生产机械。拖动对象 传动机构。传递机械能 电气控制设备。控制电动机运转 电源。对电动机和电气控制设备供电
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
电源
自控设 备
电动机
传动机构
的需要。
电动机
二、机电传动系统发展概况
• 1、传动方式经历了三个阶段：
成组拖动 单机拖动 多电机拖动
二、机电传动系统发展概况
传动方式 成组拖动：一台电动机带动一根天轴，再由天轴
通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。特点： 效率低，故障影响广。
单机拖动：一台电动机拖动一个机械。特点：如
一 机电传动系统的动力学方程
电动机 （M）
TL
生产机械
TM
MM
+TL
单轴拖动系统
一 机电传动系统的动力学方程
• 单轴(单级)机电传动系统的运动方程
• 由牛顿第二定律
TM
TL
J
d
dt
(1.1)
J m 2 mD2 / 4
G mg TM----电动机转矩
GD2 J
4g
(1.2)
TL----负载转矩 GD2---飞轮矩
2 n
60
(1.3)
TM
TL
GD2 375
dn dt
(1.4)
n-----转速
t-----时间 ω 为角速度
375 4g 60
2
单位 :
米 秒分
• GD2=4J
• GD2是一个整体，不是G与D2 的乘积， GD2 由产品样本或机械手册上查出。 GD2 中的 D 为回转直径，不是实际直径。
机电传动控制-第七章2课件
电气设备安装图绘制的基本要求机电传动控制chp72p8机电传动控制chp72p9电气设备接线图的作用是在确定好电气设备安装图后指导电气操作人员将各电气设备正确安装到相应位置同时电气设备接线图也是电气人员检查维修电气电路的最直接参考依据它反映了电气设备之间实际接线情况
机电传动控制
Electromechanical Driving Control
机电传动控制
Chp7/2，P9
机电传动控制
Chp7/2，P10
其他应注意的事项
在电气设备接线图中，不同电路应采用不同颜色 的电线，一般是： (1)交-直流电力回路用白色或黑色线； (2)交流控制回路用红色线； (3)直流控制回路用蓝色线； (4)照明、信号回路用黄色线； (5)接地用绿色线。
机电传动控制
FR
SB1 FKM
RKM
FKM
FKM
FR
存在问题：同时
SB3
RKM
按下SB1、SB3
RKM
M 3~
会造成电源短路
机电传动控制
Chp7/2，P25
电源短路如何造成的？ 合Q： A~B~C 按 SB1→FKM 得电 →FKM 常开触点闭合→M 运转
误按 SB3→RKM 得电 →RKM 常开触点闭合 →
控SB制回路：按钮、 行程开关、接触器 的FU辅助触点、线圈 以及继电器的触点 和FR线圈等组成。
Q FU
KM FR MM 333~~
2、 设计主回路：接触 器的主触点控制电动机 的启动停止。
SB
KM FR
3、 根据主回路对控制回 路的要求设计控制回路： 用按钮SB控制接触器的 线圈得电与否，实现主回 路的要求.
FR SB1
FKM
FKM SB3
机电传动控制
Electromechanical Driving Control
机电传动控制
Chp7/2，P9
机电传动控制
Chp7/2，P10
其他应注意的事项
在电气设备接线图中，不同电路应采用不同颜色 的电线，一般是： (1)交-直流电力回路用白色或黑色线； (2)交流控制回路用红色线； (3)直流控制回路用蓝色线； (4)照明、信号回路用黄色线； (5)接地用绿色线。
机电传动控制
FR
SB1 FKM
RKM
FKM
FKM
FR
存在问题：同时
SB3
RKM
按下SB1、SB3
RKM
M 3~
会造成电源短路
机电传动控制
Chp7/2，P25
电源短路如何造成的？ 合Q： A~B~C 按 SB1→FKM 得电 →FKM 常开触点闭合→M 运转
误按 SB3→RKM 得电 →RKM 常开触点闭合 →
控SB制回路：按钮、 行程开关、接触器 的FU辅助触点、线圈 以及继电器的触点 和FR线圈等组成。
Q FU
KM FR MM 333~~
2、 设计主回路：接触 器的主触点控制电动机 的启动停止。
SB
KM FR
3、 根据主回路对控制回 路的要求设计控制回路： 用按钮SB控制接触器的 线圈得电与否，实现主回 路的要求.
FR SB1
FKM
FKM SB3
机电传动控制系统ppt课件
决定； 静差度S和调速范围D由生产机械的要求决定； 当上述三个参数确定后，则要求静态速降是
一个定值。
超调量
二、动态技术指标 从一种稳定速度变化到另一种
稳定速度运转（启动、制动过程仅 是特例而已），由于有电磁惯性和 机械惯性，过程不能瞬时完成，而 需要一段时间，即要经过一段过渡 过程，或称动态过程。
1. 最大超调量
开环： D nemaSx2
nN(1S2 )
闭环 ：
D f. nN n m (1 f S a2 S x 2)1 n n K N em (1 S aS 22 x)(1K)D
结论： ➢提高系统的开环放大倍数K是减小静态转速降落、扩大调速范围的有效措施。 系统的放大倍数越大，准确度就越高，静差度就越小，调速范围就越大。但是放 大倍数也不能过分增大，否则系统容易产生不稳定现象。 ➢由于放大倍数不可能为无穷大，即静态速降不可能为0，因此，上述系统只能维 持速度基本不变。这种维持被调量（转速）近于恒值不变，但又具有偏差的反馈 控制系统通常称为有差调节系统（即有差调速系统）。 ➢采用转速负反馈调速系统能克服扰动作用（如负载的变化、电动机励磁的变化、 晶闸管交流电源电压的变化等）对电动机转速的影响。
式中: RRxRa 电枢回路的总电阻； R x 可控整流电源的等效内阻； Ra 电动机的电枢电阻。
可控硅和触发电路 设可控硅和触发电路的放大倍数为K2 ，则：UdK2Uk
放大器电路 设放大器的放大倍数为KP ，则：U k K P U K p ( U g U f)
反馈电路 速度反馈信号电压与转速n 成正比，设放大系数为Kf，则：
U E I a (R a R 3 )
I a (U E )/R ( 3 R a )
UabRU 1R2R2
一个定值。
超调量
二、动态技术指标 从一种稳定速度变化到另一种
稳定速度运转（启动、制动过程仅 是特例而已），由于有电磁惯性和 机械惯性，过程不能瞬时完成，而 需要一段时间，即要经过一段过渡 过程，或称动态过程。
1. 最大超调量
开环： D nemaSx2
nN(1S2 )
闭环 ：
D f. nN n m (1 f S a2 S x 2)1 n n K N em (1 S aS 22 x)(1K)D
结论： ➢提高系统的开环放大倍数K是减小静态转速降落、扩大调速范围的有效措施。 系统的放大倍数越大，准确度就越高，静差度就越小，调速范围就越大。但是放 大倍数也不能过分增大，否则系统容易产生不稳定现象。 ➢由于放大倍数不可能为无穷大，即静态速降不可能为0，因此，上述系统只能维 持速度基本不变。这种维持被调量（转速）近于恒值不变，但又具有偏差的反馈 控制系统通常称为有差调节系统（即有差调速系统）。 ➢采用转速负反馈调速系统能克服扰动作用（如负载的变化、电动机励磁的变化、 晶闸管交流电源电压的变化等）对电动机转速的影响。
式中: RRxRa 电枢回路的总电阻； R x 可控整流电源的等效内阻； Ra 电动机的电枢电阻。
可控硅和触发电路 设可控硅和触发电路的放大倍数为K2 ，则：UdK2Uk
放大器电路 设放大器的放大倍数为KP ，则：U k K P U K p ( U g U f)
反馈电路 速度反馈信号电压与转速n 成正比，设放大系数为Kf，则：
U E I a (R a R 3 )
I a (U E )/R ( 3 R a )
UabRU 1R2R2
《机电传动控制》课件
感应电机
基于电磁感应原理，具有成本低 、可靠性高的优点，在工业自动 化、家用电器等领域广泛应用。
先进控制算法的研究与应用
滑模控制
01
通过在状态空间中设计滑模面并选择合适的切换规则，实现对
系统状态的快速响应和鲁棒性。
模糊控制
02
பைடு நூலகம்
利用模糊集合理论将不确定性因素转化为可计算的语言变量，
实现对复杂系统的有效控制。
03
机电传动控制系统的设计与实现
系统需求分析与设计
需求分析
明确系统的功能要求、性能指标和约束条件，为后续 设计提供依据。
总体设计
根据需求分析，确定系统的总体架构、组成模块和相 互关系。
详细设计
对每个模块进行详细设计，包括电路设计、机械结构 设计、软件设计等。
控制算法的选择与实现
算法选择
根据系统需求和性能要求， 选择合适的控制算法，如PID 控制、模糊控制等。
机床的运动状态和加工参数。
数控机床控制系统的应用范围包括航空、航天、汽车、模具等领域，为 现代制造业的发展提供了重要的技术支持。
智能家居控制系统
智能家居控制系统是实现家庭智能化和舒适化的重要手段 之一，它通过控制家庭设备的开关、调节设备的运行状态 和参数等，为家庭生活提供便利和舒适。
智能家居控制系统通常采用无线通信和网络技术，实现家 庭设备的互联互通和控制，同时通过传感器和执行器，实 时监测和调整家庭设备的运行状态和环境参数。
步进电机
利用脉冲信号控制电机转子步 进旋转的原理，实现精确的角
度和位置控制。
伺服电机
利用伺服系统控制电机旋转角 度和速度的原理，实现高精度
和高动态性能的控制。
控制器类型与工作原理
机电传动控制培训课件-第7章 可编程序控制器培训
对应输入输出端子、内部的每一个存储单元。
功能不同，地址编号固定。
机电传动控制培训课件-第7章 可编程序控制器培训
18
机电传动控制培训课件-
1、输入继电器 X 2、输出继电器 Y
型号 输入 输出
FX2N-16M FX2N-32M FX2N-48M FX2N-64M FX2N-80M
FX2N128M
扩展时
机电传动控制培训课件-
第7章 可编程序控制器培训
Welcome to this training 欢迎参加本次培训
• 主 讲 人：
•学
时：
•学
分：
XXX 48h 3
机电传动控制培训课件-第7章 可编程序控制器培训
1
机电传动控制培训课件-
目录 《机电传动控制》目录（48h）
✓ 第一章 概述 （0.5h） ✓ 第二章 机电传动系统的动力学基础（1.5h） ✓ 第三章 直流电机（4h） ✓ 第四章 交流电机（6h） ✓ 第五章 控制电机（4h+2h） ✓ 第六章 继电器－接触器控制（6h+2h） ✓ 第七章 可编程序控制器（14h+8h）
100ms定时器 T0~T199（200点） 定时范围 0.1~3276.7s
10ms定时器 T200~T245（46点） 定时范围 0.01~327.67s
机电传动控制培训课件-第7章 可编程序控制器培训
22
机电传动控制培训课件-
积算定时器 T246~T255 1ms定时器 T246~T249（4点） 定时范围 0.001~32.767s中断动作 100ms定时器 T250~T255（6点）
是一种以微处理器为核心的工业控制
PLC 用计算机。它把算逻运算、顺序控制、定
功能不同，地址编号固定。
机电传动控制培训课件-第7章 可编程序控制器培训
18
机电传动控制培训课件-
1、输入继电器 X 2、输出继电器 Y
型号 输入 输出
FX2N-16M FX2N-32M FX2N-48M FX2N-64M FX2N-80M
FX2N128M
扩展时
机电传动控制培训课件-
第7章 可编程序控制器培训
Welcome to this training 欢迎参加本次培训
• 主 讲 人：
•学
时：
•学
分：
XXX 48h 3
机电传动控制培训课件-第7章 可编程序控制器培训
1
机电传动控制培训课件-
目录 《机电传动控制》目录（48h）
✓ 第一章 概述 （0.5h） ✓ 第二章 机电传动系统的动力学基础（1.5h） ✓ 第三章 直流电机（4h） ✓ 第四章 交流电机（6h） ✓ 第五章 控制电机（4h+2h） ✓ 第六章 继电器－接触器控制（6h+2h） ✓ 第七章 可编程序控制器（14h+8h）
100ms定时器 T0~T199（200点） 定时范围 0.1~3276.7s
10ms定时器 T200~T245（46点） 定时范围 0.01~327.67s
机电传动控制培训课件-第7章 可编程序控制器培训
22
机电传动控制培训课件-
积算定时器 T246~T255 1ms定时器 T246~T249（4点） 定时范围 0.001~32.767s中断动作 100ms定时器 T250~T255（6点）
是一种以微处理器为核心的工业控制
PLC 用计算机。它把算逻运算、顺序控制、定
机电传动控制PPT课件
电机铭牌数据绘制；
3.2.3它励直流电动机的人为机械特性
人为机械特性 是指供电电压U或磁通Φ 不是额定值，电枢电路接有外加电阻 Rad时的机械特性.
1. 电枢串电阻；（图2-9） n
n0
R +
If
U
M
E
Ia
Rf
_
T
由公式可以推导出：
n= n0 - Δn
与固有特性比较可以看出:二者的n0 是一样 的,而转速降Δn却变大了,即特性变软；
2.4机电传动系统稳定运行的的条件
含义:一是系统能以一定速度稳定运行;二 是能经受干扰
上次课复习
生产机械运动方程 : TM-TL=J dω/dt （注意各转矩方向与旋转方向的关系） 各种生产机械的特性:
1、恒转矩负载特性； 2、离心式通风机负载特性； 3、直线型负载转矩 4、恒功率负载转矩特性 稳定运行的的条件（TM与TL关系）
2.改变电动机供电电压 n0＝U/KeΦ
这时n0受电压变化而改变，而Δn则因与电 压无关所以不变，特性如图
n n0
T
特点是： 1. 斜率不变，各条特性曲线互相平行； 2. 理想空载转速n0与U成正比； 3. 由于一般要求外加电压不超过额定电压，
所以改变电压时曲线是下移的。
4. 3.改变磁通 5. 由于磁饱和和线圈的原因只能减小Φ。
3.3.2. 所以一般的直流电动机不允许直接
启动
解决方法：在启动时设法限制电枢电流 （1）降压启动使U从小到大逐渐增加到
UN 注:对于降压启动需要电源电压可调。 （2）电枢回路串联电阻启动
3.3.3. 电枢串联电阻启动
（1）单段（串联一级电阻）
当启动时KM断，这时从Tst开始按a变化当 到TL时， KM合，由于n 不能突变，所以 从A到B点产生冲击T比较大，这时，有 较大的Ia和T
3.2.3它励直流电动机的人为机械特性
人为机械特性 是指供电电压U或磁通Φ 不是额定值，电枢电路接有外加电阻 Rad时的机械特性.
1. 电枢串电阻；（图2-9） n
n0
R +
If
U
M
E
Ia
Rf
_
T
由公式可以推导出：
n= n0 - Δn
与固有特性比较可以看出:二者的n0 是一样 的,而转速降Δn却变大了,即特性变软；
2.4机电传动系统稳定运行的的条件
含义:一是系统能以一定速度稳定运行;二 是能经受干扰
上次课复习
生产机械运动方程 : TM-TL=J dω/dt （注意各转矩方向与旋转方向的关系） 各种生产机械的特性:
1、恒转矩负载特性； 2、离心式通风机负载特性； 3、直线型负载转矩 4、恒功率负载转矩特性 稳定运行的的条件（TM与TL关系）
2.改变电动机供电电压 n0＝U/KeΦ
这时n0受电压变化而改变，而Δn则因与电 压无关所以不变，特性如图
n n0
T
特点是： 1. 斜率不变，各条特性曲线互相平行； 2. 理想空载转速n0与U成正比； 3. 由于一般要求外加电压不超过额定电压，
所以改变电压时曲线是下移的。
4. 3.改变磁通 5. 由于磁饱和和线圈的原因只能减小Φ。
3.3.2. 所以一般的直流电动机不允许直接
启动
解决方法：在启动时设法限制电枢电流 （1）降压启动使U从小到大逐渐增加到
UN 注:对于降压启动需要电源电压可调。 （2）电枢回路串联电阻启动
3.3.3. 电枢串联电阻启动
（1）单段（串联一级电阻）
当启动时KM断，这时从Tst开始按a变化当 到TL时， KM合，由于n 不能突变，所以 从A到B点产生冲击T比较大，这时，有 较大的Ia和T
机电传动控制PPT(冯清秀)总结综述
第四章 交流电动机的工作原理及特性
三相交流电动机的基本结构和工作原理 基本结构
定子 转子
工作原理 旋转磁场的旋转速度 旋转磁场的旋转方向 转子的旋转速度 三相交流电动机的额定参数 定子绕组的连接方法 额定参数 连接方法的选用
60 f n0 p
n0 n S n0
Ra U n T 2 K e K e K M
固有机械特性 人为机械特性 Ra U n T 2 K e K e K M
U E I a Ra
E K en TM K mI a
P T 9.55 n
P
直流他励电动机的启动特性
电动机固有的启动特性
启动电流大 启动转矩大 启动方法 电枢串电阻启动的方法 启动电阻的选择 直流他励电动机的调速特性 调速方法 特点 电枢串电阻 恒转矩调速特性 电枢外加电压 恒功率调速特性 励磁磁通
直流他励电动机的制动特性
反馈制动产生的原因、制动过程与特点 反接制动产生的原因、制动过程与特点 能耗制动作用与特点
第六章 可编程控制器原理与应用
基本结构与工作原理 基本组成与各部分的作用 内部元件的作用与使用 扫描工作方式与扫描周期 基本指令 程序的表达方式与相互间的转换 基本指令的意义与使用 简单应用程用系统的硬件、软件设计
第七章 电力电子学-晶闸管及其基本电路
第八章 直流传动控制系统
调速系统的性能指标 静态指标 动态指标 调速系统的主要任务 转速负反馈调速系统 系统的组成及各部分的作用 调速的实现 稳速的实现 闭环系统和开环系统的性能比较 电压负反馈、电流正反馈系统 系统的组成及各部分的作用 实现转速负反馈特性的途径
机电传动与控制资料课件
03
CATALOGUE
机电传动控制系统
控制系统的基本组成与工作原理
控制系统的基本组成
控制器、执行器、被控对象和反馈环节。
工作原理
通过反馈环节获取被控对象的输出信息，与 设定值进行比较，控制器根据比较结果产生 控制信号，执行器根据控制信号调整被控对
象的输入，从而改变其输出。
常用控制策略与方法
PID控制
02
CATALOGUE
电机与电力电子器件
电机的工作原理与分类
电机的工作原理
电机是机电传动与控制中的重要组成部分，其工作原理基于电磁感应定律和磁场对电流的作用力。当 电流通过电机内部的导体时，会产生磁场，该磁场与电流相互作用产生转矩，从而使电机转动。
电机的分类
根据工作原理和应用场景的不同，电机有多种分类。常见的电机类型包括直流电机、交流电机、步进 电机、伺服电机等。
04
CATALOGUE
机电传动系统的控制技术
数字控制技术
总结词：高效精确
详细描述：数字控制技术通过将控制信号数字化，实现对机电传动系统的精确控制。它具有高效、可靠、灵活的特点，能够 提高系统的稳定性和精度。
智能控制技术
总结词：自主决策
详细描述：智能控制技术利用人工智能、神经网络等技术，使系统具备自主学习和决策的能力。它可 以自动识别和适应不同的工况，优化控制效果，提高系统的智能化水平。
常用电力电子器件及其应用
晶体管
晶体管是一种常用的电力电子器件，具有电 流放大作用。晶体管在电路中可以作为开关 或放大器使用，常见于各种电子设备和控制 系统，如计算机、通信设备等。
可控硅整流器
可控硅整流器是一种具有开关功能的电力电 子器件，广泛应用于交流电的控制和整流。 可控硅整流器在工业自动化、电力控制等领 域有广泛应用，如变频器、调速器等。
《机电传动控制教案》课件
《机电传动控制教案》课件第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动的概念1.2 机电传动控制的作用1.3 机电传动控制的发展趋势第二章：机电传动元件2.1 电动机的基本原理与结构2.2 常用电动机及其特性2.3 机电传动元件的选型与安装第三章：机电传动控制系统3.1 机电传动控制系统的组成3.2 控制器的选择与设置3.3 传感器的选择与安装3.4 执行器的选择与安装第四章：机电传动控制策略4.1 速度控制4.2 位置控制4.3 力矩控制4.4 节能控制第五章：机电传动控制实例分析5.1 电梯控制系统5.2 数控机床控制系统5.3 控制系统5.4 电动汽车控制系统本教案旨在帮助学生了解机电传动控制的基本概念、元件、控制系统及策略，并通过实例分析使学生能够将理论知识应用于实际工程中。
希望对您有所帮助！第六章：机电传动控制系统的稳定性与动态响应6.1 系统稳定性的概念6.2 机电传动控制系统的建模6.3 系统动态响应的分析6.4 稳定性分析在控制系统设计中的应用第七章：机电传动控制系统的性能优化7.1 系统性能指标7.2 控制器参数优化方法7.3 系统辨识与参数估计7.4 性能优化算法及其应用第八章：故障诊断与容错控制8.1 故障诊断的基本方法8.2 机电传动系统的故障模型8.3 容错控制策略8.4 故障诊断与容错控制在机电传动控制中的应用第九章：节能控制与环保技术9.1 节能控制的重要性9.2 节能控制策略9.3 环保技术在机电传动控制中的应用9.4 节能与环保技术的未来发展趋势第十章：案例分析与实践10.1 机电传动控制系统设计案例10.2 故障诊断与容错控制案例10.3 节能控制与环保技术应用案例10.4 综合实践项目设计与实施本教案通过系统稳定性与动态响应、性能优化、故障诊断与容错控制、节能控制与环保技术等内容的学习，使学生掌握机电传动控制技术的综合应用。
通过案例分析与实践，培养学生解决实际工程问题的能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
FR
SB1 FKM
RKM
FKM
FKM
FR
存在问题：同时
SB3
RKM
按下SB1、SB3
RKM
M 3~
会造成电源短路
机电传动控制
Chp7/2，P25
电源短路如何造成的？ 合Q： A~B~C 按 SB1→FKM 得电 →FKM 常开触点闭合→M 运转
误按 SB3→RKM 得电 →RKM 常开触点闭合 →
至右，从上到下 .
先闭合开关Q，接通电源。
按SB1→KM线圈得电 →KM主触点闭合→M运转
松SB1→KM线圈失电 →KM主触点断开→M停转
机电传动控制
Chp7/2，P16
~~
2.长动控制线路
1) 长动电路功能 Q
用按钮等控 FU 制电机长时间 连续工作 .
KM
2) 保护电路
FR
FU—短路保护 FR—长期过载保护
机电传动控制
Chp7/2，P9
机电传动控制
Chp7/2，P10
其他应注意的事项
在电气设备接线图中，不同电路应采用不同颜色 的电线，一般是： (1)交-直流电力回路用白色或黑色线； (2)交流控制回路用红色线； (3)直流控制回路用蓝色线； (4)照明、信号回路用黄色线； (5)接地用绿色线。
机电传动控制
FR SB1
FKM
FKM SB3
RKM RKM
RKM
FKM
电动机正、停、反控制线路
Chp7/2，P27
注意: 正转 ⇔ 反转必须先按停止按钮 SB2 。
机电传动控制
Chp7/2，P28
2、正、反转控制线路
~ ~ 功能：实现 正转↔反转直接转换, 不必再按SB2。
Q
关键：按正转按钮SB1时要断开反转控制回路，反
机电传动控制
Chp7/2，P12
7.3 三相异步电动机的基本控制线路
继电接触器控制电路：用按钮、刀开关、行程开关 等手动电器和交流接触器、中间继电器、时间继电 器等自动电器组成的控制电路，实现对电机的启动 、制动、正反转等控制，在生产实际中应用广泛。
机电传动控制
Chp7/2，P13
一、三相异步电机点动、长动控制线路
Chp7/2，P37
1、按预定位置停车
~~
Q FU
要求：工作台运行到预定位置A时停车。 措施：在预定位置处放置行程开关，利 用行程开关的常闭触点实现停车。
KM 得电、电机转动
A
L2 L1 KM
工作台
3M ~
STL ST
ST— 位置开关；STL — 终端保护开关
FR
M 3~
主电路
机电传动控制
L1 SB 1SB
→KM主触点断开→M停转 M 33~~
→KM辅助触点断开—失去自锁
机电传动控制
Chp7/2，P18
用自锁环节实现长动控制线路
机电传动控制
Chp7/2，P19
3. 点动及长动控制线路 动按钮
Q
利用开关S或复合按钮实现点动和长动功能.
FU
关键：点动时要断开自锁环节.
2) 1M启动后，2M才能启动；1M、2M同时停车； 2M可单独停车
~~
按3SB可实现2M单独停车
Q
FU 1SB 1KM 1FR
SB
1KM
2KM
1FR
2FR
1M
2M
3~
3~
机电传动控制
1KM 3SB
1KM
2SB
2FR
2KM 2KM
Chp7/2，P33
3) 1M启动后，2M才能启动；2M停车后1M才能停车
机电传动控制
Chp7/2，P7
机电传动控制
Chp7/2，P8
电气设备接线图绘制的基本要求
电气设备接线图的作用是在确定好电气设备安装图 后，指导电气操作人员将各电气设备正确安装到相 应位置，同时电气设备接线图也是电气人员检查维 修电气电路的最直接参考依据，它反映了电气设备 之间实际接线情况。 绘制接线图时应把各电器元件的各部分（如触点与 线圈）画在一起；文字符号、元器件连接顺序、线 路号码编制都必须与电气原理图一致。 对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表示 清楚，并标明电源的引入点。
KM
FR
M 3~
机电传动控制
SB1
KM
S
SB2
SB2
KM FR
复合按钮的触点:常 闭触点先断开,常开 触点才闭合.
Chp7/2，P20
2）控制线路-2 工作原理: 合Q
~~
Q FU
按SB2→K线圈得电→K触点闭合——自锁 →KM线圈得电 →KM触点闭合→M长动运转
按SB1→KM线圈失电→KM触点断开→M停转
7.2 电气控制系统的绘制与分析方法 常见的电气控制系统图有电气原理图、电气设备安 装图、电气设备接线图。
1、电气控制系统图的绘制
1.电气原理图 电气原理图反映了电气控制线路的工作原理和各元 器件的作用及相互关系。
机电传动控制
Chp7/2，P3
电气原理图绘制的基本要求
（1）电气控制线路分为主电路和控制电路。主电路用粗线 绘制，放在电气原理图的左侧；控制线路部分用细线画，放 于电气原理图的右侧。 （2）电气控制线路中的同一电器的各导电部件（如电器的 线圈和触点）常常不画在一起，但需用同一文字符号标明。 （3）电气控制线路中各电器的触点应按照没有通电或施加 外力状态绘出。如接触器、继电器等电器的触点绘制按其线 圈未通电状态绘制；按钮和行程开关等电器应按没有受到外 力时触点的状态绘制；主令电器应按将手柄置于“零位”时 触点的位置绘制。
2SB
2FR
M2
2KM
1KM
机电传动控制
Chp7/2，P36
四、三相异步电动机的行程控制电路
电路功能：对电动机的运动行程（位置）进行控制 . 实现方法：在相应位置处设置行程开关，利用行程开关 、按钮、接触器等构成控制电路对电机进行控制以实现 控制要求。
行程控制
按预定位置停车 自动循环控制
机电传动控制
机电传动控制
Chp7/2，P31
1) 1M启动后，2M才能启动；1M、2M同时停车
~~
方法:利用1KM的常开触点实现电机顺序启动控
Q
制.
FU 1SB 1KM 1FR
SB
1KM
2KM
1FR
2FR
1M 3~
2M 3~
机电传动控制
1KM
2SB
2KM 2SB
22KFMR
2FR
1KM
2KM 2KM
Chp7/2，P32
按SB3→KM线圈得→电KM触点闭合→M点动运转
SB2
K
FR
KM
SB1
K
FR
M 3~
机电传动控制
SB3 K
KM
中间继电器 K 的 功能：利用自锁实 现KM长期得电 — 从而实现M长动运 转。
Chp7/2，P21
利用中间继电器 K 实现点动和长动功能
机电传动控制
Chp7/2，P22
4. 多地点控制
M 3~
SB2
SB1
KM
FR
KM
KM常开触点—实现自锁
自锁：用自己的触点 保证自己的线圈得电
机电传动控制
Chp7/2，P17
3)工作原理
~~
闭合开关Q, 接通电源。 Q
FU
按SB1→KM线圈得电
FR
SB2
KM
→KM主触点闭合→M运转
SB1
→KM辅助触点闭合→自锁
KM
按SB2→KM线圈失电 FR
KM
控SB制回路：按钮、 行程开关、接触器 的FU辅助触点、线圈 以及继电器的触点 和FR线圈等组成。
Q FU
KM FR MM 333~~
2、 设计主回路：接触 器的主触点控制电动机 的启动停止。
SB
KM FR
3、 根据主回路对控制回 路的要求设计控制回路： 用按钮SB控制接触器的 线圈得电与否，实现主回 路的要求.
Q
FKM控制电机做正转
FU
RKM控制电机做反转 FR
SB1 SB2
FKM
FKM
RKM
FKM
FR M 3~
机电传动控制
SB3 RKM
RKM
Chp7/2，P24
工作原理：合Q，接通电源
~~
按SB1→FKM线圈得电
按SB2→FKM线圈失电
Q
按SB3→RKM线圈得电
FU
按SB2→RKM线圈失电
SB2
→FKM触点闭合→M正转 →FKM触点断开→M停转 →RKM触点闭合→M反转 →RKM触点断开→M停转
FU
之亦然。
FR
SB2
SB1
FKM
FKM FR
RKM
FKM
RKM RKM
M 3~
机电传动控制
RKM
FKM
Chp7/2，P29
~~ Q FU
实现方法：利用复合按钮。
如反转时按SB1，其常闭触点将先断开RKM
控制回路，停止反转；其常开触点再接通FKM控
制回路，开始正转。
FR
SB2
SB1
FKM
FKM
RKM
机电传动控制
Electromechanical Driving Control
江西理工大学 机电工程学院
机电传动控制
2019年
Chp7/2，P1
第七章 继电器-接触器控制系统
7.1 本章知识点
常用控制电器； 继电器接触器控制的基本线路； 继电器接触器控制电路的分析与设计；
机电传动控制
Chp7/2，P2
SB1 FKM
RKM
FKM
FKM
FR
存在问题：同时
SB3
RKM
按下SB1、SB3
RKM
M 3~
会造成电源短路
机电传动控制
Chp7/2，P25
电源短路如何造成的？ 合Q： A~B~C 按 SB1→FKM 得电 →FKM 常开触点闭合→M 运转
误按 SB3→RKM 得电 →RKM 常开触点闭合 →
至右，从上到下 .
先闭合开关Q，接通电源。
按SB1→KM线圈得电 →KM主触点闭合→M运转
松SB1→KM线圈失电 →KM主触点断开→M停转
机电传动控制
Chp7/2，P16
~~
2.长动控制线路
1) 长动电路功能 Q
用按钮等控 FU 制电机长时间 连续工作 .
KM
2) 保护电路
FR
FU—短路保护 FR—长期过载保护
机电传动控制
Chp7/2，P9
机电传动控制
Chp7/2，P10
其他应注意的事项
在电气设备接线图中，不同电路应采用不同颜色 的电线，一般是： (1)交-直流电力回路用白色或黑色线； (2)交流控制回路用红色线； (3)直流控制回路用蓝色线； (4)照明、信号回路用黄色线； (5)接地用绿色线。
机电传动控制
FR SB1
FKM
FKM SB3
RKM RKM
RKM
FKM
电动机正、停、反控制线路
Chp7/2，P27
注意: 正转 ⇔ 反转必须先按停止按钮 SB2 。
机电传动控制
Chp7/2，P28
2、正、反转控制线路
~ ~ 功能：实现 正转↔反转直接转换, 不必再按SB2。
Q
关键：按正转按钮SB1时要断开反转控制回路，反
机电传动控制
Chp7/2，P12
7.3 三相异步电动机的基本控制线路
继电接触器控制电路：用按钮、刀开关、行程开关 等手动电器和交流接触器、中间继电器、时间继电 器等自动电器组成的控制电路，实现对电机的启动 、制动、正反转等控制，在生产实际中应用广泛。
机电传动控制
Chp7/2，P13
一、三相异步电机点动、长动控制线路
Chp7/2，P37
1、按预定位置停车
~~
Q FU
要求：工作台运行到预定位置A时停车。 措施：在预定位置处放置行程开关，利 用行程开关的常闭触点实现停车。
KM 得电、电机转动
A
L2 L1 KM
工作台
3M ~
STL ST
ST— 位置开关；STL — 终端保护开关
FR
M 3~
主电路
机电传动控制
L1 SB 1SB
→KM主触点断开→M停转 M 33~~
→KM辅助触点断开—失去自锁
机电传动控制
Chp7/2，P18
用自锁环节实现长动控制线路
机电传动控制
Chp7/2，P19
3. 点动及长动控制线路 动按钮
Q
利用开关S或复合按钮实现点动和长动功能.
FU
关键：点动时要断开自锁环节.
2) 1M启动后，2M才能启动；1M、2M同时停车； 2M可单独停车
~~
按3SB可实现2M单独停车
Q
FU 1SB 1KM 1FR
SB
1KM
2KM
1FR
2FR
1M
2M
3~
3~
机电传动控制
1KM 3SB
1KM
2SB
2FR
2KM 2KM
Chp7/2，P33
3) 1M启动后，2M才能启动；2M停车后1M才能停车
机电传动控制
Chp7/2，P7
机电传动控制
Chp7/2，P8
电气设备接线图绘制的基本要求
电气设备接线图的作用是在确定好电气设备安装图 后，指导电气操作人员将各电气设备正确安装到相 应位置，同时电气设备接线图也是电气人员检查维 修电气电路的最直接参考依据，它反映了电气设备 之间实际接线情况。 绘制接线图时应把各电器元件的各部分（如触点与 线圈）画在一起；文字符号、元器件连接顺序、线 路号码编制都必须与电气原理图一致。 对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表示 清楚，并标明电源的引入点。
KM
FR
M 3~
机电传动控制
SB1
KM
S
SB2
SB2
KM FR
复合按钮的触点:常 闭触点先断开,常开 触点才闭合.
Chp7/2，P20
2）控制线路-2 工作原理: 合Q
~~
Q FU
按SB2→K线圈得电→K触点闭合——自锁 →KM线圈得电 →KM触点闭合→M长动运转
按SB1→KM线圈失电→KM触点断开→M停转
7.2 电气控制系统的绘制与分析方法 常见的电气控制系统图有电气原理图、电气设备安 装图、电气设备接线图。
1、电气控制系统图的绘制
1.电气原理图 电气原理图反映了电气控制线路的工作原理和各元 器件的作用及相互关系。
机电传动控制
Chp7/2，P3
电气原理图绘制的基本要求
（1）电气控制线路分为主电路和控制电路。主电路用粗线 绘制，放在电气原理图的左侧；控制线路部分用细线画，放 于电气原理图的右侧。 （2）电气控制线路中的同一电器的各导电部件（如电器的 线圈和触点）常常不画在一起，但需用同一文字符号标明。 （3）电气控制线路中各电器的触点应按照没有通电或施加 外力状态绘出。如接触器、继电器等电器的触点绘制按其线 圈未通电状态绘制；按钮和行程开关等电器应按没有受到外 力时触点的状态绘制；主令电器应按将手柄置于“零位”时 触点的位置绘制。
2SB
2FR
M2
2KM
1KM
机电传动控制
Chp7/2，P36
四、三相异步电动机的行程控制电路
电路功能：对电动机的运动行程（位置）进行控制 . 实现方法：在相应位置处设置行程开关，利用行程开关 、按钮、接触器等构成控制电路对电机进行控制以实现 控制要求。
行程控制
按预定位置停车 自动循环控制
机电传动控制
机电传动控制
Chp7/2，P31
1) 1M启动后，2M才能启动；1M、2M同时停车
~~
方法:利用1KM的常开触点实现电机顺序启动控
Q
制.
FU 1SB 1KM 1FR
SB
1KM
2KM
1FR
2FR
1M 3~
2M 3~
机电传动控制
1KM
2SB
2KM 2SB
22KFMR
2FR
1KM
2KM 2KM
Chp7/2，P32
按SB3→KM线圈得→电KM触点闭合→M点动运转
SB2
K
FR
KM
SB1
K
FR
M 3~
机电传动控制
SB3 K
KM
中间继电器 K 的 功能：利用自锁实 现KM长期得电 — 从而实现M长动运 转。
Chp7/2，P21
利用中间继电器 K 实现点动和长动功能
机电传动控制
Chp7/2，P22
4. 多地点控制
M 3~
SB2
SB1
KM
FR
KM
KM常开触点—实现自锁
自锁：用自己的触点 保证自己的线圈得电
机电传动控制
Chp7/2，P17
3)工作原理
~~
闭合开关Q, 接通电源。 Q
FU
按SB1→KM线圈得电
FR
SB2
KM
→KM主触点闭合→M运转
SB1
→KM辅助触点闭合→自锁
KM
按SB2→KM线圈失电 FR
KM
控SB制回路：按钮、 行程开关、接触器 的FU辅助触点、线圈 以及继电器的触点 和FR线圈等组成。
Q FU
KM FR MM 333~~
2、 设计主回路：接触 器的主触点控制电动机 的启动停止。
SB
KM FR
3、 根据主回路对控制回 路的要求设计控制回路： 用按钮SB控制接触器的 线圈得电与否，实现主回 路的要求.
Q
FKM控制电机做正转
FU
RKM控制电机做反转 FR
SB1 SB2
FKM
FKM
RKM
FKM
FR M 3~
机电传动控制
SB3 RKM
RKM
Chp7/2，P24
工作原理：合Q，接通电源
~~
按SB1→FKM线圈得电
按SB2→FKM线圈失电
Q
按SB3→RKM线圈得电
FU
按SB2→RKM线圈失电
SB2
→FKM触点闭合→M正转 →FKM触点断开→M停转 →RKM触点闭合→M反转 →RKM触点断开→M停转
FU
之亦然。
FR
SB2
SB1
FKM
FKM FR
RKM
FKM
RKM RKM
M 3~
机电传动控制
RKM
FKM
Chp7/2，P29
~~ Q FU
实现方法：利用复合按钮。
如反转时按SB1，其常闭触点将先断开RKM
控制回路，停止反转；其常开触点再接通FKM控
制回路，开始正转。
FR
SB2
SB1
FKM
FKM
RKM
机电传动控制
Electromechanical Driving Control
江西理工大学 机电工程学院
机电传动控制
2019年
Chp7/2，P1
第七章 继电器-接触器控制系统
7.1 本章知识点
常用控制电器； 继电器接触器控制的基本线路； 继电器接触器控制电路的分析与设计；
机电传动控制
Chp7/2，P2