机电系统组成原理资料
机电系统原理及应用
机电系统原理及应用机电系统是由机械、电气、电子和自动控制等多学科综合而成的工程系统。
它以电能、机械运动和信号控制为基础，广泛应用于现代工业、交通运输、航空航天等领域。
本文将介绍机电系统的基本原理，并探讨它在实际应用中的重要性和潜力。
1. 机电系统的基本原理机电系统是由机械部分和电气部分组成的。
其中，机械部分包括各种传动装置、负载和工作部件，而电气部分主要包括电动机、传感器、变频器等。
机械部分的主要作用是将电能转化为机械能，通过传动装置将机械能传递至负载，并完成特定的工作任务。
传动装置可以采用齿轮、皮带、链条等形式，将电动机的旋转运动转化为线性或旋转的机械运动。
电气部分负责控制和驱动机械部分的运动。
其中，电动机是机电系统的核心组件，它能将电能转化为机械能，并提供足够的扭矩和转速以满足工作需求。
传感器则用于感知系统的状态和环境信息，并将其转化为电信号，供控制系统使用。
变频器可以调节电动机的转速和输出功率，提高机械系统的控制精度和效率。
2. 机电系统在工业中的应用机电系统在现代工业中具有广泛的应用。
它可以实现自动化生产线的控制和调节，在提高生产效率和产品质量的同时，降低了人力成本和劳动强度。
首先，机电系统可以应用于各种制造业领域，如汽车制造、机械制造、电子制造等。
在汽车制造中，机电系统驱动了车辆的发动机、悬挂系统、刹车系统等，保证了汽车的正常运行和安全性能。
在机械制造中，机电系统驱动了各类机床和工作设备，实现了零件的加工和装配。
在电子制造中，机电系统控制了电子设备的生产流程，确保产品的质量和标准化。
其次，机电系统也广泛应用于交通运输领域。
例如，在铁路运输中，机电系统控制了火车的牵引、制动、转向等运动，实现了列车的安全和准时运行。
在船舶业中，机电系统驱动了船舶的主推进器、螺旋桨、舵机等，保证了船只的航行性能和操作便捷性。
此外，机电系统还应用于航空航天、能源、矿山等领域。
在航空航天中，机电系统控制了飞机的起飞、降落、导航等过程，保证了飞行的安全性和航线的精确性。
机电一体化中电动机构的组成及工作原理
机电一体化中电动机构的组成及工作原理
1.电机执行机构的组成
目前较常用的主要是交流电动机，它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两，前一种比较多的用在工业上，而后一种通常用在民用电器上。
从电机的结构上看，主要分为控制部分和执行驱动部分，控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成；执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
2.电机的工作原理
电机执行机构系统通过电流与电压传感器和位置传感器的检测，得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，然后由A/D转换后送入单片机。
单片机通过控制PWM波发生器的作用，最后实现电机的运行控制。
逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V 电源进行全桥整流得到。
对于电动机运行原理的分析，这里主要针对工业中应用的三相异步电动机的原理进行探讨。
电动机转动的基本工作原理是三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场，转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。
数控车床自动回转刀架机电系统设计
数控车床自动回转刀架机电系统设计数控车床自动回转刀架是一种经常用于车削加工中的设备，其主要作用是在切削过程中快速更换刀具。
为了实现自动化操作，我们可以设计一个机电系统来控制刀架的回转动作。
下面是一个关于数控车床自动回转刀架机电系统设计的概述，其中包括系统的组成、工作原理以及关键技术。
一、机电系统组成1.电机：用于驱动刀架的转动，一般采用步进电机或伺服电机；2.传动装置：将电机的旋转运动转化为刀架的回转运动；3.可编程控制器（PLC）：控制刀架的回转运动以及实现自动化操作；4.感应装置：用于检测刀架的位置，一般采用光电开关或接近开关；5.人机界面：用于人机交互的显示屏和按键。
二、工作原理1.工件加工：数控车床自动回转刀架机电系统安装在数控车床上，工作时根据加工工艺确定刀具的种类和数量，并将刀具安装在刀架上。
2.刀具选择：根据加工过程中所需的刀具类型，PLC通过人机界面接收到相关指令后，控制电机将刀架旋转至相应的刀具位置，光电开关或接近开关检测刀架是否到位。
3.切削过程：数控系统控制数控车床进行切削加工，当需要更换刀具时，PLC发送指令，电机带动刀架旋转至指定刀具位置，完成刀具的更换。
然后PLC再次发送指令，使数控车床继续进行切削加工。
4.刀具回收：加工结束后，刀架需要回到回收位置，等待下一次的切削操作。
三、关键技术1.传动装置设计：根据转速和转动力矩的要求，选择合适的传动方式（如齿轮传动、皮带传动等）来实现电机和刀架之间的动力传递及转动控制。
2.位置检测技术：光电开关或接近开关能够实现对刀架位置的准确检测，确保刀架到位后才能进行切削加工，提高工件加工的精度。
3.控制系统设计：PLC控制系统需要根据刀具种类和数量，编写相应的控制程序，实现自动化操作。
同时，可以根据需要增加串口或网络通信功能，方便与上位系统进行数据交互。
4.人机界面设计：人机界面需要简洁、直观、易用，使操作人员能够方便地进行刀具的选择和刀架的控制等操作。
机电一体化复习资料整理总结
第一章1、机电一体化系统的构成要素与功能特征五大功能构成要素：机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机)五个子系统组成。
·2、机电一体化系统（产品）设计的考虑方法：1) 机电互补法机电互补法又称取代法。
该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统)中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。
例如：用PLC或计算机取代机械式的变速器、凸轮机构、离合器等。
可简化机械结构、提高性能。
2) 结合(融合)法它是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件(子系统)，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。
例如：将电机的转子轴作为扫描镜的转轴。
3) 组合法它是将结合法制成的功能部件(子系统)、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（产品），故称组合法。
3、机电一体化系统的设计类型1）开发性设计它是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品或系统。
2)适应性设计它是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
3)变异性设计它是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。
第二章1.机电一体化的机械系统与一般机械系统相比，具有一定的特殊要求：（1）较高的定位精度。
（2）良好的动态响应特性。
——响应快、稳定性好。
（3）无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。
（4）高的谐振频率、合理的阻尼比。
2.滚珠丝杠副特点具有传动阻力小；传动效率高（92%~98%）；轴向刚度高；传动平稳；传动精度高；不易磨损、使用寿命长等优点；缺点:但不能自锁；因而用于高精度传动和升降传动时，需制动定位装置。
3.消除和减小丝杠轴向间隙的主要方法：双螺母螺纹预紧调整特点：结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方便; 但不能精确定量调整。
大车机电知识点总结
大车机电知识点总结一、大车机电基础知识1.1 大车机电系统的构成大车机电系统由车辆电子控制系统、动力总成系统、底盘系统、车身车内舒适系统组成。
车辆电子控制系统包括发动机控制系统、变速器控制系统、车身控制系统、车载娱乐系统等。
动力总成系统主要包括发动机、变速器、传动系统等。
底盘系统包括悬挂系统、制动系统、转向系统等。
车身车内舒适系统包括车身结构、空调系统、车内装饰等。
1.2 大车机电系统的工作原理大车机电系统通过多个子系统的协同工作，实现车辆运行、驾驶以及乘客舒适度的提高。
其中，发动机控制系统通过检测发动机工作状态并调整燃油喷射量、点火时机等参数，使发动机工作在最佳状态下。
变速器控制系统通过监测车速、油门开度等信息，实现踩油加速、减速等功能。
车身控制系统通过控制车辆ABS、ESP、制动系统等，实现车辆稳定性控制。
车载娱乐系统通过多媒体播放器、语音控制等功能，提供驾驶者和乘客音视频娱乐服务。
1.3 大车机电系统的维修保养大车机电系统的维修保养包括定期更换机油、空气滤清器、燃油滤清器、火花塞等关键部件；进行故障诊断和维修，为车辆安装升级和检查参数和功能等。
二、大车机电系统中的关键技术2.1 发动机控制技术发动机控制技术主要包括点火系统、供油系统、温控系统等。
点火系统控制着发动机点火时机，使车辆能够在各种工况下正常工作。
供油系统则主要指燃油喷射系统，包括直喷、间接喷射等技术。
温控系统主要包括发动机冷却系统、润滑系统、空调系统等。
2.2 变速器控制技术变速器控制技术主要包括自动变速器技术、液力变矩器技术、离合器技术等。
自动变速器技术通过传感器控制离合器、制动器等执行机构，实现换挡、自动匹配车速等功能。
液力变矩器技术通过叶轮的转动和油液的传递，实现动力传递和变速功能。
离合器技术通过斗齿轮、分离器等机构实现离合和传动。
2.3 车身控制技术车身控制技术主要包括ABS、ESP、制动系统等。
ABS通过监测车轮速度，控制车轮制动器的施加力度，避免车轮抱死。
机电一体化系统基本组成要素
机电一体化系统基本组成要素随着科技的进步和工业化的发展，机电一体化系统在各行各业中的应用越来越广泛。
机电一体化系统是将机械、电气、电子、计算机等多个学科的知识与技术相结合，形成一个整体化的系统。
它能够实现机械、电气和电子之间的无缝连接与协调，提高工作效率和生产质量。
下面将介绍机电一体化系统的基本组成要素。
1. 机械部分机械部分是机电一体化系统的基础，它包括机械结构和机械传动装置。
机械结构是指机械系统的组成部分，如机床、机器人、输送设备等。
机械传动装置是将电动机的动力传递到机械结构上的装置，如齿轮传动、皮带传动、链传动等。
机械部分的设计和制造需要考虑力学、材料学、工艺学等方面的知识。
2. 电气部分电气部分是机电一体化系统中的重要组成部分，它包括电力系统、电气控制系统和电气传动系统。
电力系统是为机械部分提供电能的系统，包括电源、电缆、开关等设备。
电气控制系统是控制整个机电系统运行的核心，包括传感器、执行器、控制器等设备。
电气传动系统是将电能转换为机械能的装置，如电动机、变频器等。
3. 电子部分电子部分是机电一体化系统中的智能化部分，它包括传感器、控制器、通信设备等。
传感器是实时监测机械运行状态的装置，可以将物理量转换为电信号，如温度传感器、压力传感器等。
控制器是根据传感器的信号来控制机械运行的设备，如PLC控制器、单片机等。
通信设备是实现机械与外部系统之间的数据交换和远程监控的装置，如以太网、无线通信等。
4. 计算机部分计算机部分是机电一体化系统的智能化核心，它包括计算机硬件和软件。
计算机硬件是指计算机的主机、显示器、输入输出设备等。
计算机软件是指控制机电系统运行的程序，如嵌入式软件、上位机软件等。
计算机部分通过与电子部分的协同工作，实现对机械和电气部分的智能控制和管理。
5. 人机界面人机界面是机电一体化系统中人与机器之间的交互界面，它包括人机界面设备和人机界面软件。
人机界面设备是人与机器之间进行信息输入和输出的装置，如触摸屏、键盘、鼠标等。
机电系统组成及原理
第X章机电系统及原理第一节环控技术一、制冷技术基础知识1.制冷原理及制冷系统的组成（1）冷却的概念及人工制冷1)冷却的基本概念冷却——就是取出物体的热量，使物体的温度降低。
冷却的过程伴随着物体本身热能的减少。
自然冷却的程度受周围介质的影响，冷却的极限温度不可能低于周围介质的温度。
要想把某一物体的温度降到低于周围介质的温度，只能借助于人工冷却的方法，即：人工制冷。
2)人工制冷人工制冷的方法有多种，我们常见的是蒸气压缩式制冷，是借助于一种专门的技术装置，通常是由压缩机.热交换设备和节流机构等组成，消耗一定的外界能量，迫使热量从温度较低的被冷却物体，传递给温度较高的环境介质，得到人们所需要的各种低温，这种技术装置称为制冷装置。
3）蒸气压缩式制冷就是根据物质相变过程中能吸收或放出较多热量.相变温度又会随压力条件变化的物理特性，压缩机将制冷剂蒸气压缩成高压高温过热蒸气，经过冷凝.节流后变成低压低温液体，吸收被冷却物质的热量而产生汽化，变成蒸气再被压缩机压缩，如此不停地循环，不断地将被冷却物质的热量转移出去，从而达到对被冷却物质制冷的目的。
由于制冷的循环是通过压缩机对制冷剂蒸气所做的压缩功来实现的，所以称作蒸气压缩式制冷。
（2）制冷剂制冷剂是制冷系统中完成制冷循环的工作介质，又称制冷工质。
制冷剂在蒸发器内吸收被冷却对象的热量而蒸发汽化，在冷凝器中将热量传递给周围介质而冷凝成液体，制冷系统就是利用制冷剂的状态变化过程中的吸.放热现象达到制冷目的的，制冷系统所产生的冷量就是制冷剂的汽化潜热。
2.制冷设备四大基本部件采用蒸气压缩式制冷方式的制冷机，由压缩机.蒸发器.冷凝器及节流机构四大基本部件组成，其制冷工作原理是：液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后,汽化成低温低压的蒸汽.被压缩机吸入.压缩成高温高压的蒸汽后排入冷凝器.在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热,冷凝为高压液体.经节流阀（膨胀阀）节流为低温低压的制冷剂.再次进入蒸发器吸热汽化,达到循环制冷的目的。
典型机电系统的组成
典型机电系统的组成机电系统指的是以机械和电子技术为基础，通过电气与机械的结合，实现自动化控制和运行的系统。
在现代工业生产中，机电系统扮演着重要的角色，广泛应用于各个领域。
典型的机电系统通常由以下几个组成部分构成：电源系统、传感器和执行器、控制器、通信网络以及用户界面。
一、电源系统电源系统是机电系统的基础，提供系统所需的电能。
通常包括电源供应装置以及电气线路。
电源供应装置可以是交流电源、直流电源、电池等，根据系统的不同需求进行选择。
同时，电气线路必须保证电能的稳定传输，并满足系统各个部分的电能需求。
二、传感器和执行器传感器和执行器是机电系统的感知和执行器件。
传感器用于感知环境参数或物理量，将其转换为电信号后传递给控制器，控制器依据这些信号做出相应的决策。
常用的传感器包括温度传感器、压力传感器、速度传感器等。
执行器则根据控制器的指令，执行相应的操作，如电动机、液压缸、电磁阀等。
三、控制器控制器是机电系统的"大脑"，负责接收传感器传来的信号，并做出相应的处理和决策，控制系统的运行。
控制器通常由微处理器、逻辑电路和存储器组成，通过运算和逻辑判断，控制执行器的动作以及与外部设备的通信。
现代的控制器具有高性能的计算能力和强大的数据处理和通信能力，能够实现复杂的自动控制和数据处理功能。
四、通信网络通信网络在机电系统中起到连接各个组件和子系统的作用，实现数据传输、信息共享和远程监控。
通信网络可以是有线网络，如以太网、工业总线等，也可以是无线网络，如Wi-Fi、蓝牙等。
通过通信网络，不同的子系统和设备能够进行数据交换和互联互通，实现协同工作和智能化控制。
五、用户界面用户界面是人机交互的接口，提供给用户对机电系统进行操作和监控的手段。
用户界面可以是触摸屏、键盘、按钮等，通过它用户可以对系统进行设置、启动、停止、监测等操作。
同时，用户界面也可以提供系统状态显示、故障诊断等功能，帮助用户了解系统的运行情况。
机电工作的原理
机电工作的原理机电工作的原理主要包括机械原理、电气原理和控制原理。
机械原理是指机电工作中涉及到的机械部件运动原理和机件传动原理；电气原理是指机电设备中电气元件和电路的工作原理；控制原理是指机电系统中对机械和电气部件进行控制的原理。
1. 机械原理：机械原理是机电工作的基础，涉及机械部件的运动原理和传动原理。
机械部件的运动原理可以通过牛顿力学和运动学来描述。
例如，力的平衡原理可以用于分析机械系统的受力情况，动力学原理可以用于分析机械系统的运动规律。
机械部件的传动原理涉及到各种传动装置，如齿轮传动、带传动、链传动等。
通过不同的传动方式，可以实现不同的运动方式和力传递。
2. 电气原理：电气原理是机电工作的另一个重要方面，主要涉及电路和电气元件的工作原理。
在机电系统中，电气元件如电机、传感器等起着重要的作用。
电机是机电系统中常见的电气元件，它将电能转换为机械能，实现驱动机械部件的功能。
电气元件的工作原理涉及电流、电压、电阻、电感和电容等基本电学概念。
电路是机电系统中电气元件按照一定方式组成的系统，通过电路中的电流流向和电压变化来控制和驱动机电设备。
3. 控制原理：控制原理是机电系统中对机械和电气部件进行控制的原理。
在机电工作中，人们需要对机械和电气部件进行控制，以实现预期的运动或输出。
控制原理涉及到信号的传感、处理和输出，以及控制器的设计和运算。
通过对控制原理的应用，可以实现机械系统的自动化和智能化。
控制器的设计和优化是机电工作中的一个关键环节，它需要考虑稳定性、性能和效率等方面的问题。
综上所述，机电工作的原理主要包括机械原理、电气原理和控制原理。
机械原理涉及机械部件的运动和传动原理，电气原理涉及电气元件和电路的工作原理，控制原理涉及对机械和电气部件进行控制的原理。
这些原理的应用和协同工作可以实现机电系统的正常运转和控制。
机械、电气和控制三个方面相互依存、相互关联，共同完成机电工作的任务。
在实际应用中，机电工作往往需要综合运用这些原理，并结合具体的工程要求和实际情况进行分析和设计，以满足特定的工作需求。
机电控制系统的基本组成结构
机电控制系统的基本组成结构
*机电掌握是讨论如何设计掌握器并合理选择或设计放大元件、执行元件、检测与转换元件、导向与支承元件和传动机构等，并由此组成机电掌握系统使机电设备达到所要求的性能的一门科学，在机电一体化技术中占有特别重要的地位。
机电掌握系统是机电一体化产品及系统中担当着掌握对象输出，并根据指令规定的规律变化的功能单元，是机电一体化产品及系统的重要组成部分。
机电掌握系统是一种自动掌握系统。
*机电掌握系统一般由指令元件，比较、综合与放大元件，转换与功率放大元件、执行元件、工作机构、检测与转换元件等6部分组成。
机电掌握系统的工作原理是：有指令元件发出指令，通过比较、综合与放大元件将此信号与输出反馈信号比较，再将差值进行处理和放大、掌握及转换，将此处理后的信号加到功率放大元件并施加到执行元件的输入信号，使得执行元件按指令的要求运动；而执行元件往往和机电装备的工作机构相连接，从而使机电装备的被控量（如位移、速度、力、转矩等）符合所要求的规律。
1。
机电一体化技术--机械系统
2、采取的具体技术措施 、 1） 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。 ） 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件。 2）缩短传动链，提高传动与支承刚度。 ）缩短传动链，提高传动与支承刚度。 3）选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少 ）选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、 等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量， 等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能 提高加速能力。 提高加速能力。 4）缩小反向死区误差。 ）缩小反向死区误差。 5）改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、 ）改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、 降低噪声。 降低噪声。
二、基本要求
机械传动部件对伺服系统的伺服特性有很 大影响，特别是其传动类型、传动方式、 大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动 刚性以及传动的可靠性对机电一体化系统的精 稳定性和快速响应性有重大影响。 度、稳定性和快速响应性有重大影响。
1、影响传动机构动力学特性的因素及其要求 、
1）阻尼 ）
内循环
1—丝杠 丝杠
2—螺母 螺母
3—滚珠 滚珠
4—回程引导装置 回程引导装置
滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。 滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。循环回路 流畅性好、效率高、螺母径向尺寸小。 短、流畅性好、效率高、螺母径向尺寸小。反向器加工困 装配调整不方便。 难，装配调整不方便。
外循环
插管式外循环结构 1-弯管 弯管 滚珠 螺纹滚道 丝杠 2-压板 3-丝杠 4-滚珠 5-螺纹滚道 压板
2）丝杠转动、螺母移动 ）丝杠转动、
要限制螺母的转动，故需导向装置。 要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构 紧凑、丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。 紧凑、丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。
分析机电系统的组成,并举出机电传动在生活中的应用实例
分析机电系统的组成,并举出机电传动在生活中的应用实例机电一体化系统基本组成要素:1，机械本体包括机身、框架、机械联接等在内的产品支持结构。
2，动力源向系统提供能量，并将输入的能量转换成需要的形式，实现动力功能，包括电源、电动机等执行元件及其驱动电路。
3，检测与传感装置包括各种传感器及其信号检测电路，用于对产品运行时的内部状态和外部环境进行检测，提供运行控制所需的各种信息，实现计测功能。
4，控制与信息处理装置据产品的功能和性能要求以及传感器的反馈信息，进行处理、运算和决策，对产品运行施以相应的控制，实现控制功能。
包括计算机及其相应硬、软件所构成的控制系统。
5，执行机构包括机械传动与操作机构，在控制信息作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。
生活中常见的机电一体化产品实例:打印机、复印机、数控机床等。
它们除了需要有传统的机械或机电产品必须的机械和电气部分外，还增加了许多电子甚至是计算机控制部分，使得其控制和应用更加灵活、方便、可靠。
甚至还具有一定的智能。
在日常生活中的机电系统应用十分广泛,在此介绍一下机电系统在电梯中的应用。
随着现代化的发展,各种高楼大厦进入了我们们的生活。
楼层高了,去高的楼层走楼梯的话不仅耗费体力而且耗费大量的时间,对于一些行动不便的人来说就更加艰难了。
电梯的产生很好的解决了这个问题。
随着高层建筑的发展,电梯技术也得到了广泛的发展。
现在电梯已经深入人们的生活了,省时省力。
下面介绍一下电梯的控制原理。
目前电梯的控制主要采用了两种控制技术:一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,拖动控制则由变频器来完成:二是控制方式用可编程控制器(PLC)取代微机实现信号集选控制。
其中第二种方式选择比较广泛。
PLC可靠性高,程序设计方便灵活。
抗干扰能力强,运行稳定可靠。
下面以常用的曳引式电梯为例介绍电梯的组成。
主要结构由机械部分和电气部分构成典型的机电一体化设备。
电动机的工作原理及组成
(1)定子:定子由定子铁芯、定子绕组和机座等部分组成。
1)定子铁芯。 定子铁芯是电动机磁路的-部分，由0。35-0。5mm厚表面涂有绝缘漆或氧化 膜的薄硅钢片叠压而成，固定在机座内。定了铁芯的内圆冲有均匀分布的槽口，用来嵌放三 相定子绕组。绕组与铁芯之间是互相绝缘的。
电动机的工作原理及组成
讲师：XXXX
目录
•一、电动机的工作原理
•二、电动机的组成
一、电动机的工作原理
• 1.电动机的工作原理：
电动机(Motors)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组) 产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不 同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机 或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转 子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动 机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。
2.低压异步电动机工作原理图：
对称三相绕组 通入对称三相电流
三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组中产生e（感应电动势）
和i（感应电流）
磁场切割 转子绕组
转子绕组在磁场中 受到ห้องสมุดไป่ตู้磁力的作用
转子旋转起来
机械负载 旋转起来
二、电动机的组成
电机由定子、转子和其它附件组成。不同类型的电机，具体的组成部分会稍有不同。永磁 式直流电动机由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成，定子磁极采用永磁体（永久磁钢）， 有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传 感器等组成。单相异步电动机由定子、转子、轴承、机壳、端盖等构成。
机电系统原理及应用
机电系统原理及应用第一章绪论1、什么是机电系统？答：机电系统和电气系统有机结合在一起的高性能和多功能的一类新产品。
2、机电系统实体由（机械技术）和（电子技术）利用（信息技术）结合起来。
3、按机电系统的功能可以分为哪几种？答：1）在原有的机械本体上采用电子控制设备实现高性能和多功能。
2）用电子设备局部置换机械控制机构。
3）在信息机器中与电子设备有机结合的机构4）用电子设备全面置换机械机构的信息处理机构5）在检测系统中与电子设备有机结合的机构6）利用电子设备代替机械本体工作机构。
4、机电系统组成以及作用是什么？答：组成：1）机械本体部分2）计算机部分3）执行机构部分4）动力部分5）传感器部分作用：1）机械本体部分作用：支承2）计算机部分作用：分析、处理、发出指令3）执行机构部分作用：完成各种动作4）动力部分作用：提供能量（电能）5）传感器部分作用：检测信息。
5、机械本体在技术上需要考虑哪些方面？答：1）减轻重量2）提高刚性3）实现通用化4）提高系统整体的可靠性。
6、传感器根据用途分为（自身内部信息）的传感器和（检测对象的外部）传感器。
7、检测装置由（检测）、（转化）、（指示）、（信息处理）、（记录）组成的。
8、传感器向（高级化发展），主要是实现（元件化）和（智能化）。
9、信息处理设备包括（可编程控制器）、（输入输出设备）、（显示器）、（外部存储器）。
10、电力拖动电气控制线路主要由（各种电器元件）、（电动机）等用电设备组成。
11、电气设备图样有（电气原理图）、（电气设备安装图）、（电气设备接线图）。
12、液压系统和气压系统的制作原理是什么？答：液压系统的制作原理：将机械能转化为压力能，在液压系统中的压力能转化为负载所需的机械能。
气压系统的制作原理：由空气压缩机将机械能转化成压力能，通过执行元件，把空气的压力能转换为负载所需的机械能。
13、液压传动的特点及发展趋势是什么？答：1）液压传动特点：液压传动必须用具有一定压力的液体作为工作介质；传动中要经两次能量变换；先是用液压泵把机械能转变为液体的压力能，然后又把压力能转变成驱动负载运动的机械能；液压传动必须在密封容积内进行，且容积要发生变化，不密封则形不成压力，容积不变化则不能实现传动速度要求。
机电系统
机电系统：机电系统是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
组成机电系统的四大部分：1、机械部分—本体2、执行装置—能量转换装置, 将电能等能量转换为机械能，驱动机械部分运动。
3、检测装置—传感器,对输出端的机械运动进行测量、监控、反馈。
4、控制装置—“大脑”,对控制信息和传感器的反馈信息等进行处理。
机电控制技术主要解决机电系统的控制问题，研究机电系统工程中控制部分的工程实现方法（a）原来由机械实现动作的装置, 与电子技术相结合实现动作的装置（b）原来由人来判断决定动作的装置,无人操作的装置（c）按照人编制的程序来实现灵活动作的装置机电控制技术根据控制目标分为：逻辑控制运动控制逻辑控制：将开关控制电路按照一定方式或者次序组合起来，以实现某种控制作用。
以时间为控制条件的时间顺序逻辑控制；以行程为控制条件的行程顺序逻辑控制。
运动控制：以电机及其传动机构为控制对象，通过控制器和驱动装置，对机电系统的速度、加速度（转矩）、位置等运动量进行控制，以满足功能和性能的要求。
机电控制系统的特点1、体积小、重量轻半导体与集成电路（IC）技术、液晶技术…2、速度快、精度高大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）3、可靠性高激光、电磁技术等的发展带动了传感器、控制技术…4、柔性好软件控制---数控机床、机器人…指令指针IP：IP用于存放下一条将要执行指令的地址。
它具有自动加1的功能，从而使得计算机可以自动地执行程序。
段寄存器：用来存放段地址的寄存器。
8086CPU有4个段寄存器用来存放段地址，它们是代码段寄存器CS、堆栈段寄存器SS、数据段寄存器DS和附加段寄存器ES。
参加操作的数据在内存中，这时指令中的操作数包含着寻找参加操作的数据所在内存地址的信息。
寻址方式就是寻找参加操作的数据的偏移地址的方式。
操作的数据的物理地址(PA)=段地址×16＋偏移地址。
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。
机电控制系统的工作原理及其组成
第 1 章 绪论
【例3-12】产权比率的计算与分析
天马股份管理当局通过资产负债率了解公司的资金来 源结构后，该想进一步了解自有资金对债务资金的保 障程度，以便于对财务结构的稳健性做出评价。
请问哪项分析指标能满足分析的要求？
期末产权比率=（184 574÷469 124）×100％=39.34％ 期初产权比率=（181 758÷402 346）×100％=45.17％
第 1 章 绪论
2. 控制系统中信息传递、反馈及反馈控制的概念 1 )信息及信息的传递 在科学史上,控制论与信息论第一次把一切能表达一定 含义的信号、密码、情报和消息概括为信息,把它列为与能 量、质量重要性相当的科学概念。 所谓信息传递,就是指信息在系统及过程中以某种关系 动态地传递或变换。如图 1－1所示,在数控编程及数控加工 工艺过程中,信息的传递过程是:工件的毛坯尺寸信息转变成 数控加工程序信息,程序信息控制数控机床进行加工,之后得 到零件尺寸信息。
哪项指标可以用来满足企业管理当局分析的需要？
期末现金流动负债比率（期末负债） =36 015÷156 740＝0.23
第 1 章 绪论
※
一个极短期的债权人可能会对现金比率更 感兴趣。
现金比率=
（货币资金＋交易性金融资产）÷流动负债
天马股份期末的现金比率为0.32，
表示公司当期现有的现金及现金等价物能够偿还32% 的流动负债。
第 1 章 绪论
2.速动比率
速动比率是企业一定时期的速动资产同流 动负债的比率。
速动比率＝（速动资产÷流动负债）×100%
由于剔除了流动资产中变现力差且不稳定的项目后， 该指标能更加准确、可靠地反映企业实际的短期债务 偿还能力。
简述机电一体化机械系统的组成
简述机电一体化机械系统的组成机电一体化机械系统是指将机械传动与电气控制相结合，形成一个整体的系统。
这种系统能够实现机械运动的自动化、智能化，广泛应用于各个领域。
机电一体化机械系统的组成主要包括三个部分：机械部分、电气部分和控制部分。
下面将分别介绍这三个部分的具体内容。
1. 机械部分：机械部分是机电一体化机械系统的基础，它由各种机械元件组成，包括传动装置、传感器、执行机构等。
传动装置用于将电机的旋转运动转化为所需的线性或旋转运动，常见的传动装置有齿轮传动、皮带传动、链传动等。
传感器用于感知机械系统的状态和环境信息，如位置传感器、速度传感器、力传感器等。
执行机构用于根据控制信号进行相应的动作，如电动阀门、电动门禁等。
2. 电气部分：电气部分是机电一体化机械系统的核心，它主要由电气元件和电气设备组成。
电气元件包括电机、开关、保护器、接触器等，它们负责将电能转化为机械能，并进行各种电气控制。
电气设备包括电源、控制柜、仪表等，它们提供电能供应和电气控制所需的环境条件。
3. 控制部分：控制部分是机电一体化机械系统的大脑，它由控制器和控制算法组成。
控制器负责接收传感器反馈的信号，根据控制算法产生相应的控制信号，控制机械系统的运动。
控制算法是实现机电一体化机械系统自动化、智能化的关键，它可以根据实际需求进行编程，实现各种复杂的控制功能。
机电一体化机械系统的工作原理是：传感器感知机械系统的状态和环境信息，将其转化为电信号；控制器接收传感器反馈的信号，经过算法处理后产生相应的控制信号；电气部件根据控制信号进行动作，驱动机械部件实现相应的运动。
通过不断地反馈和控制，机电一体化机械系统能够实现自动化、智能化的运行。
机电一体化机械系统的应用非常广泛，例如在制造业中，可以应用于自动化生产线、机器人等领域；在交通运输领域，可以应用于自动驾驶车辆、交通信号控制等；在家居生活中，可以应用于智能家居、智能家电等。
机电一体化机械系统的发展将极大地提高生产效率，降低人力成本，改善生活质量。
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第一次形成作业答案使用的教材：见学校说明。
作业必须手写（做答案）不能用计算机打印名词解释1机电一体化：从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
2机械传动：是一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置,是一种扭矩和转速的变换器,其目的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配,并可通过机构变换实现对输出的速度调节。
3总线：为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。
4故障覆盖率：即被检测的故障数与所有检测的故障数之比的百分数表示，又称为故障被测度。
5压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。
当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。
6三相六拍工作方式：每转换六次为一循环，各拍交替出现单双相通电的模式,定子绕组通电次序为A-AB-B-BC-C-CA-A。
7位置随动系统：位置输出量以一定的精度复现输入量变化的自动控制系统，称为位置随动系统，也称为伺服系统。
8“浴盆”曲线：实质上是一条瞬变故障曲线，它描述了机电一体化系统瞬时故障随时间变化的关系。
9 FMS系统：即柔性制造系统，是以数控机床为基础发展起来的一种高效率、多品种、小批量生产系统。
一般来说，一个典型的 FMS 主要由四个子系统组成。
它们是：自动加工系统、刀具系统物流系统以及控制与管理系统。
10 D/A转换器：即数字－模拟信号转换器，其功能是将计算机输出的数字信号转换为模拟的电压信号。
填空题1机电一体化系统的基本组成要素有（1），（2），（3），（4），（5）。
（结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素）2伺服传动包括（6），（7），（8）等传动装置。
（电动，气动，液压）3机电一体化机械系统的基本组成机构有（9），（10），（11）。
（传动机构，执行机构，导向机构）4机电一体化系统对机械传动总传动比确定的最佳选择方案有（12），（13），（14）。
（转动惯量原则，输出轴转角误差最小原则，质量最小原则）5传感器的基本构成有（15），（16），（17）三部分。
（敏感元件，传感元件，信号调节与转换电路）6测速发电机和一般的发电机相比有如下特点: （18）；（19）。
（输出电压与转速严格地呈线性关系，输出电势斜率大）7感应同步器的两种工作方式为（20），（21）。
（相位工作方式，幅值工作方式）8在SPWM变频调速系统中，通常载波是（22），而调制波是（23）。
（等腰三角波，正弦波）9交流电动机变频调速：1）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于（24）调速方式。
2）基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于（25）调速方式。
（恒转矩，恒功率）10根据接口的结构形态，可以将接口为（26），（27），（28）。
（机械接口，电气接口，电气机械接口）11 A/D转换器的性能指标（29），（30） ,（31），（32）。
（分辨率和量化误差，转换精度，转换时间和转换速率，失调温度系数）12神经元模型的基本类型有（33），（34），（35）等。
（阈值型，分段线性型，S型）13构建专家系统的步骤（36），（37），（38）。
（设计初始知识库，原型机的开发与实验，知识库的改进与归纳）14干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以（39）或（40）的形式，通过金属导体传递。
（电压，电流）15机电一体化对机械系统的基本要求 (1) ， (2) ，(3) 。
（高精度，快速响应，良好的稳定性）16传感器的基本构成有 (4) ， (5) ， (6) ,三部分。
（敏感元件，传感元件，信号调节与转换电路）17测速发电机是一种把 (7) 转变为 (8) 的传感器，它和一般的发电机相比有如下特点: (9) ；(10) 。
（机械转速，电信号，输出电压与转速严格地呈线性关系，输出电势斜率大）18接近式位置传感器分为 (11) ， (12) ,(13) ， (14) ， (15) ， (16) 六种。
（电磁式，光电式，静电容式，气压式，超声波式，光电断续器式）19直流动机的调速指标为 (17) ， (18) ， (19) 。
（调速范围，静差度，调速的平滑性）20根据接口的结构形态，可以将接口分为 (20) ，(21) ， (22) 。
（机械接口，电气接口，电气机械接口）21 A/D转换器的性能指标 (23) ， (24) ,(25) ， (26) 。
（分辨率和量化误差，转换精度，转换时间和转换速率，失调温度系数）22设计人机接口时需要考虑 (27) ， (28) ， (29) 等基本因素。
（专用性，低速性，高性价比）23可编程控制器的基本结构为 (30) ， (31) ，(32) ， (33) 四部分。
（中央控制单元，输入/输出电路，电源部件，编程器）24神经元模型的基本类型有 (34) ， (35) ，(36) 等。
（阈值型，分段线性型，S型）25控制系统自诊断测试码的求取方法有(37) ，(38) ， (39) ， (40) 。
（通路敏化法，D算法，状态表分析法，功能故障诊断法）第二次形成作业答案问答题1机械传动系统设计中传动链的级数和各级传动比的分配的基本原则有哪些？它们的选用原则是什么？答：基本原则：（1）等效转动惯量最小原则；（2）质量最小原则；（3）输出轴转角误差最小原则。
选用原则：（1）对于传动精度要求高的降速齿轮传动链,可按输出轴转角误差最小原则设计。
（2）对于要求运转平稳、启停频繁和动态性能好的降速传动链,可按等效转动惯量最小原则和输出轴转角误差最小原则设计。
（3）对于要求质量尽可能小的降速传动链,可按质量最小原则设计。
2简述可编程控制器的工作原理答：可编程序控制器的输入电路是用来收集被控设备的输入信息或操作命令的；输出电路则是用来驱动被控设备的执行机构的。
而执行机构与输入信号或操作命令之间的控制逻辑则靠微处理器执行用户编制的控制程序来实现。
可编程序控制器一般采用对用户程序循环扫描的工作方式。
扫描工作方式分三个阶段进行。
( 1 ）输入采样阶段。
当 PLC 开始工作时，微处理器首先按顺序读入所有输入端的信号状态，并逐一存入输入状态寄存器中。
在程序执行期间，即使输入状态变化，输入状态寄存器的内容也不会改变。
这些变化只能在下一个工作周期的输人采样阶段才被读入。
( 2 ）程序执行阶段。
组成程序的每条指令都有顺序号，在 PLC 中称步号。
指令按步号依次存入储存单元。
程序执行期间，微处理器将指令顺序调出并执行。
执行时，对输入和输出状态进行“处理”，即按程序进行逻辑、算术运算，再将结果存入输出状态寄存器中。
( 3 ）输出刷新阶段。
在所有的指令执行完毕后，输出状态寄存器中的状态通过输出锁存电路转换成被控设备所能接收的电压或电流信号，以驱动被控设备。
可编程序控制器经过这三个阶段的工作过程为一个扫描周期。
可见全部输入输出状态的改变需一个扫描周期，也就是输入、输出状态的保持为一个扫描周期。
可编程序控制器执行程序就是一个扫描周期接着一个扫描周期，直到程序停止执行为止。
3简述直流电动机两种控制的基本原理答：直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩，定子磁场保持不变，其电枢电流可以达到额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。
另一种是励磁磁场控制，即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。
由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和，因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。
由于电枢电流不允许超过额定值，因而随着磁场的减弱，电动机转速增加，但输出转矩下降，输出功率保持不变，所以这种方式又被称为恒功率调速方式。
4人工神经网络的类型有哪些？答：( l ）神经元层次模型。
研究单个神经元的动态性能和自适应特性，探索神经元对输入信息有选择的响应和某些基本存储功能的机理，如 Adaline 模型。
( 2 ）组合式模型。
它由多个相互补充、相互协作的神经元组成，用以完成某些特定的任务，如模式识别和机器人控制等。
( 3 ）网络层次模型。
它是由许多相同的神经元相互连接而成的网络，从整体上研究网的特性。
( 4 ）神经系统层次模型。
它由多个不同性质的神经网络构成，以模拟生物神经的复杂性质，如自动识别、形成概念、全局稳定控制等。
( 5 ）智能型模型。
这是最抽象的层次，用语言的形式模拟人脑信息处理的运行、过程、算法和策略，试图实现机器感知、思维和问题求解。
5如何理解系统可靠性定义？答：所谓可靠性，即产品或系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
它包括四项内容。
①产品。
即可靠性研究的对象，它可以是一个零件、一部设备或一个由若干零部件或设备组成的系统。
②规定的条件。
这些条件包括运输条件、储存条件和使用条件，如载荷、温度、压力、湿度、辐射、振动等．此外，使用方法、维修方法和操作人员的技术水平等对设备或系统的可靠性也有很大的影响。
任何产品的误用或滥用都可能引起损坏。
③规定的时间。
可靠性是有时间要求的，产品只能在一定的时间内达到目标可靠度。
规定时间长短不同，产品的可靠性也就不同。
④规定的功能。
产品的可靠性不能脱离“规定的功能”。
“完成规定的功能”就是能够连续地保持产品的工作能力，使各项技术指标符合规定值。
如果产品不能完成规定的功能，就称之为失效；对于可修复的产品，这种失效也称之为故障。
6简述机电一体化系统的相关技术以及系统的基本组成。
答：相关技术：检测传感技术；信息处理技术；自动控制技术；伺服传动技术；精密机械技术；系统总体技术系统的基本组成：动力系统；传感系统；控制系统；驱动系统；机械系统7压力传感器一般的基本类型有哪几种？它们各自的工作原理是什么？答：压力传感器常分为压阻式压力传感器；应变式压力传感器；压电式压力传感器。
工作原理：（1）压阻式：利用半导体材料的电阻率随其所受压力变化而变化的特性；（2）应变式：利用压力的作用使电阻或应变片发生形变，致使它们的电阻发生变化的特性制成，通过检测电阻的变化便可检测压力的变化；（3）压电式：利用电介质在受压力作用时产生电极化现象，并在表面产生电荷的压电效应来测量压力8简述步进电动机的特性与特点。
答：（1)步进电动机的工作电流就是脉冲电流，周期性地接通和切断。
（2）步进电动机的工作电流就是启动电流。
（3)步进电动机铭牌上的参考电流和电压是可变的。