《机电传动控制》 ppt课件

合集下载

《机电传动控制》PPT课件

《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。

机电传动控制系统ppt课件

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

《机电传动控制》讲义(8)PPT课件

《机电传动控制》讲义(8)PPT课件
PM型电机的特点是励磁功 率小、效率高、造价便宜。
由于转子磁铁的磁化间距 受到限制,难于制造,故 步距角较大。
与VR型相比转矩大,但转 子惯量也较大。
制动力矩大。
混合型(HB型一Hybrid Type)。
❖ 这种电机转子上嵌有永久磁铁,故可以说是永磁型步进电机,但 从定子和转子的导磁体来看,又和可变磁阻型相似,所以是永磁 型和可变磁阻型相结合的一种形式。故称为混合型步进电机,其 结构如图3—12所示。
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
AB通电
BC通电
A
B'
C'
C
B
A'
CA通电
工作方式为三相双三 拍时,每通入一个电 脉冲,转子也是转
30,即 S = 30。
以上三种工作方式,三相双三拍和三相单双六 拍较三相单三拍稳定,因此较常采用。
步进电机脉冲环形分配方式
步进电机也可以制成四相、五相、六相或更多的相数, 以减小步距角并改善步进电机的性能。
一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦 选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)
❖电流的选择
静力矩一样的电机,由于电流参数不同,其运行特性差别很 大,可依据矩频特性曲线图,判断电机的电流(参考驱动电 源、及驱动电压)。
❖力矩与功率换算
步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的,一 般只用力矩来衡量,力矩与功率换算如下:
电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁 绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
力矩: 电机一旦通电,在定转子间将产生磁场

机电传动控制课件

机电传动控制课件
解决这些矛盾,其核心问题就是减小启动电流 和增大启动转矩。
机电传动控制课件
4.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法
有直接启动和降压启动
直接启动又称全压启动,就是将电动机 的定子绕组接在额定电压下启动。
额 启 定 动 电 电 流 流 IIsN t 3 44电 电 源 动 总 机 容 功 量 率
机电传动控制课件
启动电流越小越好。 (3)启动过程中,平滑性越好对生产机
械的冲击就越小;启动设备可靠性越高, 电路越简单,操作维护就越方便。
机电传动控制课件
异步电动机启动的瞬间,由于转子的转速为零, 在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电 流,从而引起很大的定子电流,一般启动电流 Ist可达额定电流IN的4~7倍;而启动时由于转 子功率因数很低,启动转矩却不大,一般 (0.8~1.5)。
4.3.2三相异步电动机的机械特性
三相异步电动机的机械特性也分为固有机械特 性和人为机械特性
图4.17 三相异步电动机的固有机械特性
机电传动控制课件
固有机械特性
(1)理想空载转速点 SN (亦称同步转速点)
n0 nN n0
(2)额定运行点
Tmax
K
U2 2 X 20
(3)临界工作点 (亦称最大转矩点)
mTmax/TN
(4)启动工作点
Tst
K
R2U2 R22 X220
机电传动控制课件
人为机械特性
人为地改变电动机的参数或外加电源电 压、电源频率,异步电动机的机械特性 将发生变化,这时得到的机械特性称为 异步电动机的人为机械特性。
得到人为机械特性常用的方法有:(1) 降低电动机定子电压(2)改变定子电源 频率(3)转子电路串电阻
旋转磁场

《机电传动控制教案》PPT课件

《机电传动控制教案》PPT课件
28
29
8.2.3 生产机械中常用的自动控制方法
自动化生产工艺过程中,工作状态的转换要求自动进行。因此出现了各种 各样的自动控制方法。
❖ 利用电动机主电路的电流来控制 如:交流异步电动机或直流他励电动机中,机械力与负载大小往往与电流成 正比。所以,机床进刀量的控制,机床夹紧机构的夹紧程度等,都可根据 电流来控制。
33
顺序控制 (程序控制)
2.按时间的自动控制
根据反映时间长短的元件的动作来实现控制。 1)时间继电器KT:是一种触点能延时通或断的控制电器。可以实现 从0.05s~几十小时的延时
得电延时型:(延时吸合) 线圈得电后,开始延时 延时时间到,触头动作。
按延时 性质分
失电延时型: (延时释放) 线圈得电时,触头立即动作 线圈失电时,开始延时,延 时到则触头复位。
+
2SB
1SB KM
KM
防止电磁铁线圈过压和触头烧损的控制线路
-
+
KM YA
-
C
KM
R
YAΒιβλιοθήκη +CVD-
KM
R
+ KM YA - + KM
YA -
R
R
电磁离合器的控制线路
启动时,C、R、VD使27电流上升速度加快。 关断时,C对YA反向放电,加快消磁。
• 要求三台电动机按一定顺序工作,1M先启动,2M在1M启动后才能启动,3M在2M启动后 立即自动启动,2M能实现点动工作,停止时同时停止,设计主电路与控制电路。
欠电流继电器
19
2.交流异步电动机正、反转控制线路 实现正、反转的办法:更换电动机供电相序。
正转 KM1
总停
正转按钮

机电传动控制PPT课件

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

机电传动控制PPT课件

机电传动控制PPT课件
63
第一节 常用低压电器
64
第一节 常用低压电器
65
第一节 常用低压电器
(四) 万能转换开关 万能转换开关是一种具有多个挡拉、多对
触头,可以控制多个回路的控制电器,主 要作电路转换之用。
66
第一节 常用低压电器
67
第一节 常用低压电器
(五) 主令控制器 • 主令控制器可以按照预定顺序频繁地切换多个
电磁式时间继电器
38
第一节 常用低压电器
空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器 是利用空气阻尼作用来达 到延时的目的。 主要由电磁机构、延时 机构及触头三部分组成。 其电磁机构有直流和交 流两种。 通电延时型
断电延时型
39
第一节 常用低压电器
空气阻尼式时间继电器
40
第一节 常用低压电器
机电传动控制
1
第一章 绪 论
2
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 成组拖动
3
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 单电机拖动
4
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 多电机拖动
5
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 交直流变速(先有直流后有交流)
9
第二节 机电一体化技术
二、机电一体化技术的关键技术 自动控制技术 检测传感技术 信息技术 伺服驱动 精密机械技术 接口技术
10
第二节 机电一体化技术
三、机电一体化技术的发展前景 性能上:向高精度、高效率、高性能、智
能化的方向发展; 功能上:向小型化、轻型化、多功能方向

机电传动与控制PPT课件

机电传动与控制PPT课件

2021/5/20
第8页/共24页
日本造英文字。 1984年,美国机械工程协会ASME给出现代机械系统定义:由计算机信息网络协
调与控制的,用于完成包括机械力,运动和能量流等动力学任务的机械和机电部件相互 联的系统。
2.基本结构要素
一个完善的机电一体化系统,应包括五大基本要素: (1)。机械本体
系统所有功能元素 的机械支持结构,包括机 身框架,机械连接等。材料,工艺,性能和水平的提高。 适应产品的高效,多功能,可靠,结构上,小型,轻量 和美观等要求。 (2)。能源部分
人体五大要素
结构
机电一体化五大功能
第12页/共24页
机电一体化系统或产品和人体功能要素
内脏
动力
五官
头脑
手足
传感器
计算机
执行 机构
骨胳
2021/5/20
人体五大要素
机械 结构
机电一体化五大要素
第13页/共24页
3.机电一体化产品的分类:
(1)以发展水平分类:
A.功能附加型初级产品 B.功能代替型中级产品 C.机电融合型高级产品
如:电气接口,机械接口,人机接口
4。自动控制技术
具体控制装置和控制系统的设计。 如:位置控制,速度控制。自适应控制。自诊断校正等
2021/5/20
第16页/共24页
5。传感与检测技术
传感与检测是实现自动控制和自动调节的关键环节。 如:物理量,化学量和生物量等变成可视别的电信号
6。伺服驱动技术
直接指行操作的技术,实现电信号到机械动作的转换装置和部件。 如:电液马达,油缸,气缸,步进电动机,直流伺服电动机和交流伺 服电动机等等
2021/5/20
第17页/共24页
  1. 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. 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. 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)。
(4)结果分析
通过对解答的分析,确定所需的运行性能(特
性)和主要运行数据,如过载能力、稳定性、效率、
电压变化率、速度变化率等,以满足解决某一问题
的需要。
ppt课件
17
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
ppt课件
18
二、机电传动系统发展概况
电力拖动
ppt课件
4
一、机电传动的特点
• 3、机电传动控制:
机电传动系统不仅完成能量转换的工作还
要对传动过程进行控制。
更高的自动化程度和更高的精度。
ppt课件
5
一、机电传动的特点
• 4、机电传动控制的任务:
将电能转换为机械能 实现生产机械的启动、停止以及速度的调节 完成各种生产工艺过程的要求 保证生产过程的正常进行。
在各类动力机械中,电动机的容量已超过总容量 的60%。
ppt课件
13
二、机电传动系统发展概况
根据应用场合的要求和电源的不同,电动 机有直流电动机、交流同步电动机、交流 感应电动机,以及满足不同需求的特种电 动机。20世纪70年代以后,由于大功率电 力电子器件、微电子器件、变频技术以及 计算机技术取得的一系列进展,还研制出 多种调速性能优良、效率较高、能满足不 同要求的交流电动机调速系统,和由变频 器供电的一体化电机。
机电传动及控制
ppt课件
1
第1章 绪论
• 一、机电传动的特点 • 二、机电传动系统发展概况 • 三、本课程的内容及安排
ppt课件
2
一、机电传动的特点
• 1、什么是机电传动?
传动,运动的传递(能量)
机械传动 液压与气动 机电传动
。。。。。。
ppt课件
3
一、机电传动的特点
• 2、机电传动:
以电动机为原动机驱动生产机械的传动系统 电能转变成机械能的传动系统.也称为电力传动或
ppt课件
15
电动机
二、机电传动系统发展概况
电机的分析步骤
(1)电机内部物理情况的分析
首先是弄清电机的基本结构和主要部件的功能, 再根据电机的磁路和电路,分析空载和负载时电机内 部的磁场,初步弄清这种电机的工作原理,这是第一 步。这一步实质上就是“建立物理模型”。
(2)导出电机的运动方程
运动方程是磁动势方程(磁链方程)、电压方程和
ppt课件
6
一、机电传动的特点
随着生产工艺的发展,对机电传动控制系统的要
求愈来愈高。
电梯和提升机,要求启动和制动平稳,并能准确
地停止在给定的位置上;
重型镗床为保证加工精度和粗糙度,要求在极慢
的稳速下进给,即要求系统有很宽的调速范围;
为了提高效率,由数台或十几台设备组成的生产
自动线,要求统一控制或管理。
电源
自控设 备
电动机
传动机构
生产机械
ppt课件 5、机电传动系统构成 9
一、机电传动的特点
ppt课件
10
一、机电传动的特点
• 6、电力拖动的特点
效率高。与蒸气、水力等相比 电动机的种类、型号多,具有各种各样的运
行特性
电机拖动具有良好的调速性能。起动、制动、
反向和调速等控制简便,快速性好
电机拖动装置参数的检测、信号的变换与传
递都比较方便,易于组成完善的反馈系统, 实现最优控制。
ppt课件
11
二、机电传动系统发展概况ppt课件12二、机电传动系统发展概况
• 电动机
电动机作为动力设备,已广泛应用于机械行业的 工作母机,冶金行业的高炉、转炉、平炉和轧钢 机,交通运输行业中的电车、电力机车,各类企 业中的鼓风、起吊、运输传送,农业中的电力排 灌、以及医疗器械、家用电器等各行各业,大至 冶金企业使用的高达上万千瓦的电动机,小至小 功率电动机、乃至几瓦的微电动机。
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
果动力部件较多时,机械传动机构复杂。
多电机拖动:一台生产机械的每一运动部件专门
由一台电动机拖动。特点:简化生产机械的传动 机构,控制灵活,容易实现自动化。
ppt课件 1 传动方式经历了三个阶段19
二、机电传动系统发展概况
• 2、控制方式的发展
因素:控制器件的发展,功率器件、放大器

控制方式由手动控制逐步向自动控制方向
发展。
ppt课件
20
二、机电传动系统发展概况
继电-接触器式控制
应用最早的控制系统。由各种有触点的接触器、
继电器、按钮、行程开关等组成的控制电路,来 实现对电力拖动系统的起动、制动、反转和调速 的控制;实现对电力拖动系统的保护和生产过程 的自动化。
这种控制具有使用的单一性,而且控制的输入、
输出信号只有通和断两种状态,不能连续反映信 号的变化,故称为断续控制。
ppt课件
2、控制方式的发展 21
二、机电传动系统发展概况
• 连续控制系统:例晶闸管控制系统获得越来越广泛的 应用。
• 可编程序控制器:用软件手段来实现各种控制功能以 微处理器为核心的工业控制器。 20世纪70年代。
转矩方程的总称。导出运动方程就是把电机内所发生
的电磁过程、机电过程和动力学过程,利用电磁学和
动力学的基本定律,用数学方程的形式将其表达出来,
这是第二步。这一步也称为“建立数学模型”。
ppt课件
16
电动机
二、机电传动系统发展概况
电机的分析步骤
(3)求解运动方程
根据运动方程和求解问题的性质(是稳态还是 瞬态,是对称还是不对称运行等等),选择运动方 程的解法,求出解析解或数值解。
ppt课件
14
电动机
二、机电传动系统发展概况
就信号转换功能的控制电机而言,大体上
有测速电机、伺服电机、旋转变压器和自 整角机等几种,这些电机主要用于自动控 制系统中作为检测、执行、随动和解算元 件,例如机床加工的自动控制,舰船方向 舵的自动控制,大炮和雷达的自动定位, 飞机的飞行控制,计算机、自动记录仪表 运行的控制等。这类电机通常为微型电机, 对精度和快速响应的要求较高。
都要靠电动机及其控制系统来实现。
ppt课件
7
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
ppt课件
8
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
相关文档
最新文档