第六章+控制电机
第六章 控制电器自测题答案
第五章继电接触器控制系统自测题)一、填空题:1、笼型异步电动机减压起动控制方式有,和减压起动。
2、笼型异步电动机常用的电气制动方式有和。
电气控制图一般分为电路和电路两部分。
3、按国标规定,“停止”按钮必须是色,“启动”按钮必须是色。
4、热继电器是对电动机进行保护的电器;熔断器是用于供电线路和电气设备的保护的电器。
5、在交流( ) V,直流( ) V以下的电器称为低压电源。
6、电磁机构中的________、________是静止不动的,只有________________是可动的。
7、电器按照它的职能不同可分为( )和( )两类。
由此可知,交流接触器属于( )类电器,熔断器属于( )类电器。
8空气开关又称( )。
其热脱扣器作( )保护用,电磁脱扣机构作( )保护用,欠电压脱扣器作( )保护用。
二、判断下列说法的正确与错误:(每小题1分,共7分)1、流接触器与中间继电器既有相同又有不同之处。
()2、触器不具有欠压保护的功能。
()3、压断路器具有失压保护的功能。
()4、低压断路器又称为自动空气开关。
()三、选择题(1分,共25分)1、下列电器中不能实现短路保护的是()A.熔断器B.热继电器 C.低压断路器2、下列电器哪一种不是自动电器。
()A、组合开关B、继电器C、热继电器3、接触器的常态是指()A、线圈未通电情况B、线圈带电情况C、触头断开时D、触头动作4 、由接触器、按钮等构成的电动机直接启动控制回路中,如漏接自锁环节,其后果是()A、电动机无法启动B、电动机只能点动C、电动机启动正常,但无法停机D、电机无法停止5、接触器的文字符号是()A、KMB、KSC、KTD、KA6、中间继电器的符号为()A.KV B.KS C.K D.KT-7.在继电器接触器控制电路中,自锁环节触点的正确连接方法是( )。
(a) 接触器的动合辅助触点与起动按钮并联(b) 接触器的动合辅助触点与起动按钮串联(c) 接触器的动断辅助触点与起动按钮并联8.在图示电路中,SB是按钮,KM是接触器,若先按动SB1,再按SB2,则( )。
《机电传动控制》第五版课后习题答案
第3章直流电机的工作原理及特性习题3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成?答案:直流电动机工作时,(1)电枢绕组中流过交变电流,它产生的磁通当然是交变的。
这个(2)变化的磁通在铁芯中产生感应电流。
铁芯中产生的感应电流,在(3)垂直于磁通方向的平面内环流,所以叫涡流。
涡流损耗会使铁芯发热。
为了减小这种涡流损耗,电枢铁芯采用彼此绝缘的硅钢片叠压而成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以(4)增大涡流通路上的电阻,从而起到(5)减小涡流的作用。
如果没有绝缘层,会使整个电枢铁芯成为一体,涡流将增大,使铁芯发热。
因此,如果没有绝缘,就起不到削减涡流的作用。
习题3.4 一台他励直流电动机在稳态下运行时,电枢反电势E =E1,如负载转矩TL =常数,外加电压和电枢电路中的电阻均不变,问减弱励磁使转速上升到新的稳定值后,电枢反电势将如何变化?是大于、小于还是等于E1?答案:∵当电动机再次达到稳定状态后,输出转矩仍等于负载转矩,即输出转矩T =T L =常200aae e ae m ae m e e R U n I K K R U n E K n T K I n n n K K K U T K =Φ=−ΦΦ=∴=Φ−Φ∴−∆=Φ=ΦQ Q 又当T=0a aU E I R =+数。
又根据公式(3.2), T =K t ФI a 。
∵励磁磁通Ф减小,T 、K t 不变。
∴电枢电流I a 增大。
再根据公式(3.11),U =E +I a ·R a 。
∴E=U -I a ·R a 。
又∵U 、R a 不变,I a 增大。
∴E 减小即减弱励磁到达稳定后,电动机反电势将小于E 1。
习题3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为:P N =5.5KW ,U N =110V ,I N =62A ,n N =1000r/min ,试绘出它的固有机械特性曲线。
(1)第一步,求出n 0 (2)第二步,求出(T N ,n N )答案:根据公式(3.15),(1-1)Ra =(0.50~0.75)(N N N I U P −1)NN I U我们取Ra =0.7(N N N I U P −1)NN I U, 计算可得,Ra =0.24 Ω 再根据公式(3.16)得,(1-2) Ke ФN =(U N -I N Ra )/n N =0.095 又根据(1-3) n 0=U N /(Ke ФN ),计算可得,n 0=1158 r/min 根据公式(3.17),(2-1) T N =9.55NNn P , 计算可得,T N =52.525 N ·M 根据上述参数,绘制电动机固有机械特性曲线如下:3.10一台他励直流电动机的技术数据如下:P N =6.5KW ,U N =220V , IN=34.4A , n N =1500r/min , R a =0.242Ω,试计算出此电动机的如下特性:①固有机械特性;②电枢附加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性;③电枢电压为U N /2时的人为机械特性; ④磁通φ=0.8φN 时的人为机械特性;并绘出上述特性的图形。
电机与运动控制系统第二版教学设计
电机与运动控制系统第二版教学设计研究背景随着现代工业的不断发展,机电一体化技术的应用越来越广泛,其中电机和运动控制系统更是核心技术。
为了适应市场需求,电机与运动控制系统的知识也不断发展和更新。
目前,电机与运动控制是机电一体化领域的重要组成部分,而教育界也在逐步更新电机与运动控制系统的教学内容,以满足社会需求。
在此背景下,本文旨在针对电机与运动控制系统的第二版教学设计进行研究。
教学目标本教学设计的目标是培养学生的技能,能够熟练掌握电机及运动控制原理、控制技术及其应用,并在实际项目中应用所学知识,为社会和企业服务。
课程内容本课程包括以下内容:第一章:电机控制概述1.1 电机控制的定义1.2 电机控制的作用1.3 常见的电机驱动控制技术第二章:电机基础知识2.1 电机结构简介2.2 电机参数2.3 电机转换基本方程式第三章:电机控制器3.1 电机控制器的功能3.2 基于控制器的电机控制3.3 常见的电机控制器第四章:运动控制概述4.1 运动控制的定义4.2 运动控制的作用4.3 运动控制的基础知识第五章:运动控制技术5.1 速度控制技术5.2 位置控制技术5.3 运动控制器的种类和应用第六章:电机和运动控制系统的应用6.1 电机和运动控制系统在工业领域的应用6.2 电机和运动控制系统在智能化生产中的应用6.3 电机和运动控制系统在新能源行业的应用教学方法本课程将采用以下教学方法:1. 讲授通过讲授,将基础理论和实际应用紧密结合,深入浅出地讲解电机和运动控制相关知识和技术,使学生能够理解和掌握相关理论和技术。
2. 实践通过实践,学生将能够实际操作和应用电机和运动控制,不仅能够掌握理论知识,而且更能够熟练掌握实际应用技巧,培养学生的实际操作能力。
3. 课程设计通过课程设计,将深入贯彻理论和实际操作,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,培养学生协同工作的能力和团队合作精神。
教学评价本课程的评价将以以下几个方面进行:1. 学生自我评价帮助学生了解自己的成长,提高自我认知并对自己的表现进行评价和总结。
中职《电工基础》教案
中职《电工基础》教案第一章:电工基础概述教学目标:1. 了解电工基础的基本概念和电工元件。
2. 掌握电路的基本定律和电路的基本分析方法。
教学内容:1. 电工基本概念:电流、电压、电阻、电功率、电能等。
2. 电工元件:电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
3. 电路的基本定律:欧姆定律、基尔霍夫定律、电路的功率定律等。
4. 电路的基本分析方法:节点分析法、回路分析法、叠加原理、戴维南-纳恩定理等。
教学方法:1. 采用多媒体教学,通过动画和图片等形式直观展示电工元件和电路。
2. 结合实例进行讲解,让学生更好地理解和掌握电工知识。
3. 引导学生进行实验操作,增强实践能力。
教学评价:1. 课堂提问:了解学生对电工基础知识的掌握情况。
2. 课后作业:巩固学生对电工知识的理解和应用能力。
第二章:直流电路教学目标:1. 掌握直流电路的基本概念和分析方法。
2. 学会使用万用表等工具进行直流电路的测量。
教学内容:1. 直流电路的基本概念:直流电源、直流电阻、直流电流等。
2. 直流电路的分析方法:基尔霍夫定律、欧姆定律等。
3. 直流电路的测量工具:万用表、示波器等。
4. 直流电路的测量方法:电压测量、电流测量、电阻测量等。
教学方法:1. 结合实物进行讲解,让学生更好地理解和掌握直流电路的知识。
2. 进行实验室实践,让学生亲自动手操作,提高实践能力。
3. 采用案例分析法,让学生解决实际问题,培养学生的分析和解决问题的能力。
教学评价:1. 课堂提问:了解学生对直流电路的基本概念和分析方法的掌握情况。
2. 实验报告:评价学生在实验室实践中的表现和解决问题的能力。
第三章:交流电路教学目标:1. 了解交流电路的基本概念和特点。
2. 掌握交流电路的分析方法和测量技巧。
教学内容:1. 交流电路的基本概念:交流电源、交流电压、交流电流等。
2. 交流电路的特点:周期性、频率、相位等。
3. 交流电路的分析方法:基尔霍夫定律、欧姆定律等。
第六章 异步电动机矢量控制与直接转矩控制
图6-3 矢量控制系统原理
6.2 按转子磁链定向异步电动机矢量控制系统 6.2.1 按转子磁链定向的矢量控制方程 1.异步电动机在M-T坐标系上的数学模型 为了与一般的同步旋转d-q坐标系区别, 取d轴沿转子磁链Ψr的方向,称之为M轴;q轴逆 时针旋转90º,称之为T轴。这样就得到了按转 子磁链定向的两相同步旋转M、T坐标系。 在M-T坐标系上,磁链方程为 Ψms=Lsims+Lmimr Ψts=Lsits+Lmitr Ψmr=Lmims+Lrimr=Ψr (6-3) Ψtr=Lmits+Lritr=0 (6-4)
(2) 转矩方程 由磁链方程式(6-4),得 重写电磁转矩方程
Te =
itr = −
Lm its Lr
(6-10)
(6-6) 这个转矩表达式和直流电动机的很相似,当转 子磁链Ψr不变时,定子电流转矩分量的变化会 引起电磁转矩成正比的变化,没有任何推迟,这 正是我们所期望的关系。 但是考虑到Ψr也是被控对象,式(6-6)实际 上仍然是非线性的。他励直流电动机的磁通不 用控制就是常量,交流异步电动机的Ψr被控制 为常量,这仍然是两个完全不同的概念。
3 Lm np ψ r its Lr 2
(3)转差角频率方程
由电压矩阵方程式(6-5)的第四行展开得
0 = ω s ( Lm ims + Lr i mr ) + Rdqr itr
将磁链方程式(6-3)代入上式,得 整理后得
ωs = −
Rdqr
0 = ω sψ r + Rdqr itr
itr
ψr
(6-11)
6.1 矢量控制(VC:vector control)的基本思路 6.1.1 模仿直流电动机 粗略地讲,矢量控制是模仿他励直流电动 机的控制。忽略磁饱和及电枢反应的影响,直 流电动机的转矩方程为 Te=CT´IaIf
华中科技大学-机电传动-第六章-控制电机
直线电动机原理
直线异步电动机的推力公式与三相异步电动机转矩公式 相类似,即
F KpI2m cos2
式中:K ——电机结构常数; p ——初级磁极对数; I2 ——次级电流;
m ——初级一对磁极的磁通量的幅值; cos 2 ——次级功率因数。
(1-23)
直线电动机原理
在推力作用下,次级运动速度应小于同步速度, 则滑差率为:
(1-19)
直线异步电动机的结构
直线电动机是由旋转电动机演变而来的,结构类似 于将其旋转电动机切割并展开铺平而成
动子
定子 短初级
短次级
(1-20)
直线电动机原理
直线电动机初级的多相 绕组通入多相电流后, 也会产生一个行波气隙 磁场B,这个磁场的磁 感应强度按通电的相序 顺序作直线移动。 显然行波的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面的线 速度是一样的,这个速度称之为同步线速,用 v s 表示, 且
vs v S vs
v (1 S )vs 2 f (1 S ) 次级移动速度 上式表明直线异步电动机的速度与电机极距及 电源频率成正比,因此,改变极距或电源频率 都可改变电动机的速度。 与旋转电动机一样,改变直线异步电动机初级 绕组的通电相序,就可改变电动机运动的方向, 从而可使直线电动机作往复运动。
(1-25)
直线电动机XY工作台
(1-26)
直线电动机用于PCB钻孔
(1-27)
v s 2 f (cm/s)
式中, ——极距(cm); f ——电源频率(Hz)。
(1-21)
直线电动机原理
F
v
在行波磁场B切割下,次级导条将产生感应 电势和电流 ,所有导条的电流和气隙磁场 相互作用,产生切向电磁力F。由于初级是 固定不动的,那么,次级就顺着行波磁场运 动的方向作直线运动v。
电机与控制第六章第三节 磁路基础和磁路的基本定律
第二篇 电机与控制
1. 磁路欧姆定律
二、磁路的基本定律
设由某种铁磁材料构成的均匀磁路,其长度为l,截 面积为S,由于磁路上各点的µ值、B值相等,磁场强度 H也相等,故通过S截面的磁通Φ可表示为
BS HS
根据安培环路定律,对于均匀磁路有
H dl Hl NI
l
N为绕组的匝数,由于积分与路径无关,只与路径内 包含的导体电流的大小和方向有关,可见电流是产生磁 场的源泉,即
第二篇 电机与控制
第三节 磁路基础和磁路的基本定律
一、磁路基础 二、磁路的基本定律 三、磁路的分析与计算
第二篇 电机与控制
一、磁路基础
磁路是由铁芯与线圈构成,使磁通绝大部分通过的 闭合回路。磁路通常由铁磁材料及空气隙两部分组成。
典型磁路示意图
构成磁路的重要材料是铁磁性材料,铁磁性材料主 要有铸钢、硅钢片、铁及与钴镍的合金、铁氧体等,它 们在外磁场的作用下将被强烈地磁化,使磁场显著增强, 可以把绝大部分磁力线集中在其内部和一定的方向上。
n
H dl Ik Fm
l
k 1
Fm称为磁通势
第二篇 电机与控制
1. 磁路欧姆定律
二、磁路的基本定律
BS HS
H dl Hl NI
l n
H dl Ik Fm
l
k 1
令磁阻
l
Rm S
IN l S
IN
l
S
Fm
磁路欧姆定律 NI F
Rm Rm
第二篇 电机与控制
二、磁路的基本定律
2. 磁路的基尔霍夫第一定律
穿过任一闭合面的磁通等于穿出该闭合面的磁通。
B dS i 0 ( S内)
第二篇电机与控制
第六章第四节三相异步电动机的典型控制电路.
1、图示为淡水柜(压力水柜)自动控制线路,当SA向下合自动位置时,该电路能实现______控制。
A.两地自动B.电机连续运转自动起动C.双位自动D.依电压大小自动起动2、海(淡)水柜必须采用密闭式压力水柜,将水位的高低变为气压的高低,以高低压压力继电器作为控制元件实现水位的双位控制。
其密闭水柜示意图与水泵自动起停控制线路如图所示。
若将压力继电器的两个触点位置互换,在水位低于H L时,将SA合自动位置,在合上QS后,会出现______。
A.电机立即起动,水泵给水,当水位达到H L时,水泵停B.电机立即起动,水泵给水,当水位达到H H时,水泵停C.电机不能起动D.电机立即起动,水泵给水,但当水位达到H H时,水泵仍供水不停3、如图为电动机的控制线路图,如果KM R的常闭辅触头和KM F的常闭辅触头取消,并将该处电路短接,当电动机正转时,按下反转按钮SB R,则______。
A.FR动作B.KM F线圈烧毁C.FU4、FU5熔断D.FU1 、FU3熔断4、如图为电动机的控制线路图,若KM R的常闭辅触头与KM F的常闭辅触头位置交换,则______。
A.按下SB F电机反转;按下SB R电机正转B.按下SB F,FU1、FU3熔断C.按下SB F,KM F出现衔铁不停地吸合、释放现象D.热继电器动作5、如图为电动机的控制线路图,该线路的功能______。
A.多地点起停控制B.具有能耗制动起停C.单方向转动起停控制D.正、反转起停控制6、如图为电动机的控制线路图,该线路中,没有______。
A.失压保护B.零压保护C.过载保护D.超速保护如图为电动机的控制线路图,若被取代,其他7、线路未改动,则______。
A.线路功能不变B.正向可以起动;反向不能起动C.正向不能起动;反向不能停机D.只能反转8、如图为电动机的正反转控制线路图,该线路中不含有______控制环节。
A.自锁B.互锁C.连锁D.点动9、如图所示,为电动机正、反转控制电路,若仅按钮SB F的常开触点粘连成闭合状,即使按下SB F也不能打开,其他均正常,则会出现______。
电机及其拖动基础选择题
第二章变压器第三张异步电动机第四章同步电机第五章直流电机第六章控制电机第七章电力拖动基础1.电动机的输出功率的大小取决于____。
(d22)A.电动机的额定功率B.负载转矩C.电动机的转速D.电动机的转速及负载转矩2.直流发电机输出电压是从____两端输出的。
(b42)A.换向器B.电刷C.励礠线圈D.都不是3.直流发电机中感应电势与____成比例。
(d42)A.励磁电流B.主磁极磁通C.转子转速D.转速与主磁极磁通4.并励直流电动机可通过____使其反转。
(b42)A.该变电源电压极性B.改变电枢绕组两端电压极性C.同时改变励磁电流及电枢电流的方向D.改变负载转矩的方向5.直流电动机通常用____方法启动。
(b42)A.直接起动B.电枢回路串电阻C.励磁回路串电阻D.空载启动6.____式直流电动机当负载转矩增大时,转速降最大(c42)A.他励B.并励C.串励D. 复励7.直流电动机电枢绕组中的电流是____。
(b42)A.直流的B.交流的C.脉动的D.恒定的8.并励直流电动机轴上负载转矩增大时,转速____.(b22)A.恒定不变B.略有下降C.大大下降D.略有上升9.电动机的额定功率是指额定运行时____。
(b21)A.消耗的电功率B.转速与转矩的乘积C.电压与电流的乘积E.输入,输出功率的平均值10.直流发电机额定功率是指其额定运行时____。
(4b1)A.原动机输入给它的功率B.输出端电压与电流的乘积C.电磁转矩与转速的乘积D.感应电势与电枢电流的乘积11.并励直流电动机轻载运行时,若励磁绕组断开,会引起____。
(b42)A.电动机停车B.电动机“飞车”C.转速达到理想空载转速D.转速不稳定12.并励直流电动机转速降低时,其电磁转矩____。
(a42)A.增大B.减小C.不变D.由负载决定13.变压器的铁芯用硅钢片叠成,是为了____。
(b11)A.防止铁芯振动B.减小涡流损耗C.安装方便D.节省铁芯材料14.变压器具有____作用。
机电传动控制模拟题
机电传动控制模拟题第一章绪论部分一单项选择题:1.机电传动的目的是将电能转换为【A】A.机械能B. 动能C. 势能D. 液压能二多项选择题:1 机电传动的发展大体上经历哪几个阶段?【A B C】A. 成组拖动B. 单电动机拖动C. 多电动机拖动D. 单组多动E. 复合拖动三判断改错题:1 机电传动的目的是将机械能转换为电能。
【×】更正:机电传动的目的是将电能转换为机械能。
第二章机电传动系统的动力学基础一单项选择题:1 多轴拖动系统中飞轮转矩可根据以下哪种原则折算到电动机轴上?【B 】A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒2 恒转矩型机械特性的特点是负载转矩为【A】A. 常数B. 在一定范围内变化C. 随转速增加而正比增加D. 实数3 电流电动机的电磁转矩、负载转矩和空载损耗转矩之间的关系是【B 】A. B. C. D.4 多轴拖动系统中各静态负载转矩可根据静态时以下哪种原则折算到电机轴上?【C 】A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒5 根据转矩正方向的约定,恒转矩型机械特性中,反抗转矩与转速n的符号关系是【A】A. 恒相同B. 恒相反C. 取决于电机工作状态D. 跟机械特性有关6 单轴机电传动系统为减速运动时,电机转矩与负载转矩之间的关系是【C】A. B. C. D.7 恒转矩型机械特性中,反抗转矩的方向与运动方向的关系是【B 】A. 恒相同B. 恒相反C. 取决于电机工作状态D. 跟机械特性有关8 恒功率型机械特性的负载转矩与转速n之间的关系是【B】A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 抛物线函数关系9 单轴机电传动系统处于静态或稳态时,电机转矩与负载转矩之间的关系是【A】A. B. C. D.10 多轴拖动系统中各转动部分的转动惯量可根据以下哪种原则折算到电动机轴上?【B】A. 机械能守恒B. 动能守恒C. 功率守恒D. 动量守恒11 随转速n的增加,直线型机械特性的负载转矩将【D 】A. 成抛物线变化B. 成正比减小C. 不变D. 成正比增加二多项选择题:1 根据负载转矩与运动方向的关系,可以将恒转矩型的负载转矩分为【A B】A. 反抗转矩B. 位能转矩C. 动能转矩D. 拖动转矩E. 制动转矩2 根据机械特性硬度值的不同,可将电动机机械特性分为【A B C】A. 绝对硬特性B. 硬特性C. 软特性D. 绝对软特性E. 综合特性三判断改错题:错误的在括号内画×得2分,将错误更正为正确的得2分;正确的在括号内画√得4分;1 若单轴传动系统的转动惯量与转速n符号相反,则表示为制动转矩。
电机拖动控制(机电传动控制)6--继电器—接触器控制系统
第六章 继电器接触器控制第六章 继电器接触器控制 主要内容: 6.1常用低压电器 6.2电气原理图 6.3三相异步电动机基本控制线路 6.4其他常用基本控制线路 6.5自动循环工作控制线路第六章 继电器接触器控制学习要求: ¾ 熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应 用场所和表示符号;¾ 掌握继电器接触器控制电路中基本控制 环节和常用的几种自动控制方式;¾ 学会设计一些简单的继电器接触器控制电路。
电力拖动控制是指对电动机的起动、调速、 停止、反转、制动等过程所实施的控制。
可按 作用方式分为手动控制与自动控制。
手动控制:用闸刀、转换开关等手控电器来实 现电动机传动控制。
自动控制:用自动电器来实现电力拖动控制, 控制系统也向无触点连续控制、微机控制发展, 但由于继电器—接触器所用的控制电器结构简 单价格便宜,对小型机床、老机床的改进中也 还是很重要,本章,主要介绍最常用的控制电 器与执行电器,在此基础上,分析继电器—接 触器的基本路线。
6.1 常用控制电器与执行电器1.概念 ☆控制电器(用于生产机械中)多属低压电器,U <500V☆用来接通或断开电路,以及用来控制、 调节和保护用电设备的电气器具。
2.分类ぬ电器按动作性质可分为以下两类。
✡ (1)非自动电器:这类电器没有动力 机构,依靠人力或其他外力来接通或切断电路, 如:刀开关、转换开关、行程开关等。
✡ (2)自动电器:这类电器有电磁铁等 动力机构,按照指令、信号或参数变化而自动 动作,是工作电路接通和切断,如:接触器、 继电器、自动开关等。
ぬ电器按其用途又可分为以下三类。
✡ (1)控制电器:用来控制电动机的起动、反 转、调速、制动等动作,如:磁力起动器、接触器、 继电器等。
✡ (2)保护电器:用来保护电动机,使其安全 运行,以及保护生产机械使其不受损坏,如:熔断器、 电流继电器、热继电器等。
控制电机第六章 自整角机_OK
bp1为基波每相磁密瞬时值;Bm1为基波每相电流达最大值时产生的磁密幅值; X为沿周长方向的空间弧度值。
15
2.定子绕组的感应电流
发送机上的转子励磁绕组通入电流后,产生脉振磁通, 匝链到定子各相绕组产生感应电势。 转子处于某一位置,定子三相绕组的感应电势在时间的相位彼 此相同,而感应电势的大小则与转子绕组在空间的位置有关。
4
➢力矩式自整角机有时会用到差动自整角机
差动式发送机(ZCF,TDX),差动式接收机(ZCJ,TDR) 差动发送机接于“ZLF”和“ZLJ”之间,将“ZLF”转角 和自身的转角的和(或差)转变为电信号,输至“ZLJ”; 差动接收机串接于两个“ZLF”之间,接收电信号,将自 身的转角为两发送机转角的和(或差)。
转子转过任意角 1时,磁密在
D1D4轴线的分量分别:
Bf cos1 匝链D1D4绕组 Bf sin1 不匝链D1D4绕组
设 m为一个极的磁通
量,D1相绕组所匝链的 励磁磁通幅值为:
1 m cos1 16
三相定子绕组 所匝链励磁磁 通的幅值为:
1 m cos1 2 m cos(1 1200) 3 m cos(1 2400)
[注意] :三相整步绕组中的电流是单向电流。
32
两机处于协调位置
发送机偏转造成失调
处于协调位置时,两机 的三相整步绕组感应电势 对应相等,整步绕组中没 有电流流过,气隙只有励 磁磁场,转子都不受力。
失调后整步绕组有电流, 磁场变化,转子受力。
失调时两机的受力情况
33
34
5差动式自整角机
35
36
if I fm sint
某一瞬间磁场的轴线即为励磁绕组的轴线,而实际励磁绕组 中电流if随时间作正弦(或余弦)变化,因此磁通密度也随 之变正变负,变大变小。
机电传动控制复习题
第一章 概论P1 机电传动的目的:是将电能转变为机械能,实现生产机械的启动、停止以及速度调节,完成各种生产工艺过程的要求,保证生产过程的正常进行。
(单选、判断、改错)P1 机电传动及其控制系统的发展阶段:就机电传动而言,其发展大体上经历了成组拖动、单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。
(多选) 第二章 机电传动系统的动力学基础P5 单轴机电传动系统:电动机产生转矩M T ,用来克服负载转矩L T ,以带动生产机械运动。
L M T T =时,传动系统维持恒速转动。
这种运动状态称为静态(相对静止状态)或稳态(稳定运转状态)。
L M T T ≠时,传动系统产生加速或减速运动。
P7 M T 、L T 正方向的约定。
设电动机某一转动方向的转速n 为正,则约定:电动机转矩M T 与n 一致的方向为正向,负载转矩L T 与n 相反的方向为正向。
P7 根据转矩M T 、L T 与转速n 的符号 判定M T 与L T 的性质(即拖动转矩还是制动转矩)。
若M T 与n 符号相同(同为正或同为负),则表示M T 的作用方向与n 相同,为拖动转矩;若M T 与n 符号相反,则表示M T 的作用方向与n 相反,M T 为制动转矩。
若L T 与n 符号相同(同为正或同为负),则表示L T 的作用方向与n 相反,为制动转矩;若L T 与n 符号相反,则表示L T 的作用方向与n 相同,L T 为拖动转矩。
(单选、改错、符号判定,P13 2.4)P7-9 多轴拖动系统折算成单轴拖动系统的折算原则。
多轴拖动系统折算成单轴拖动系统的折算原则是:折算前的多轴系统同折算后的单轴系统,在能量关系上或功率关系上保持不变。
负载转矩是静态转矩,根据静态时功率守恒原则进行折算。
(单选)转动惯量和飞轮转矩根据动能守恒原则进行折算。
(单选)P10 生产机械机械特性的三种类型:P10 恒转矩型机械特性:特点:负载转矩为常数。
(单选)根据负载转矩与运动方向的关系,可以将恒转矩型的负载转矩分为反抗转矩和位能转矩。
机电一体化第六章伺服驱动控制系统设计
钟。 F.体积小、自定位和价格低是步进电动机驱动控制的三大优势。 G. 步进电机控制系统抗干扰性好
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二、 伺服驱动控制系统设计的基本要求
1. 高精度控制 2. 3. 调速范围宽、低速稳定性好 4. 快速的应变能力和过载能力强 5. 6.
闭环调节系统。
(4) ①
② 调节方法。
(5) ① 使用仪器。用整定电流环的仪器记录或观察转速实际值波形,电
② 调节方法。
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六、 晶体管脉宽(PWN)直流调速系统
晶体管脉宽直流调速系统与用频率信号作开关的晶闸管系统相比,具 (1) 由于系统主电源采用整流滤波,因而对电网波形影响小,几乎不 (2) 由于晶体管开关工作频率很高(在2 kHz左右),因此系统的 (3) 电枢电流的脉动量小,容易连续,不必外加滤波电抗器也可平稳 (4) 系统的调速范围很宽,并使传动装置具有较好的线性,采用Z2
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(2) ① A. 步进电动机型号:130BYG3100D (其他型号干扰大) B. 静转矩15 N·m C. 步距角0.3°/0 6°
D. 空载工作频率40 kHz E. 负载工作频率16 kHz ② A. 驱动器型号ZD-HB30810 B. 输出功率500 W C. 工作电压85~110 V D. 工作电流8 A E. 控制信号,方波电压5~9 V,正弦信号6~15 V ③ 控制信号源。
(3) ① 标准信号控制系统(如图6-16) ②检测信号控制系统 (如图6-17)
③ 计算机控制系统(如图6-18)
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图6-16 标准信号控制系统图 图6-17 检测信号控制系统图 图6-18 计算机控制系统图
第六章 电机检查接线及调试-说明计算规则
第六章电机检查接线及调试说明一、本章定额中的专业术语“电机”系指发电机和电动机的统称。
如小型电机检查接线定额,适用于同功率的小型发电机和小型电动机的检查接线,定额中的电机功率系指电机的额定功率。
二、直流发电机组和多台一串的机组,可按单台电机分别执行相应定额。
三、本章的电机检查接线定额,除发电机和调相机外,均不包括电机的干燥工作,发生时应执行电机干燥定额,本章的电机干燥定额系按一次干燥所需的人工、材料、机械消耗量考虑的。
四、单台重量在3t以下的电机为小型电机,单台重量超过3t至30t以下的电机为中型电机,单台重量在30t以上的电机为大型电机。
大中型电机不分交、直流电机,一律按电机重量执行相应定额。
五、微型电机分为三类:驱动微型电机(分马力电机)系指微型异步电动机、微型同步电动机、微型交流换向器电动机、微型直流电动机等;控制微型电机系指自整角机、旋转变压器、交直流测速发电机、交直流伺服电动机、步进电动机、力矩电动机等;电源微型电机系指微型电动发电机组和单枢变流机等。
其它小型电机凡功率在0.75kW以下的电机均执行微型电机定额,但一般民用小型交流电风扇安装另执行本册第四章的风扇安装定额。
六、各类电机的检查定额均不包括控制装置的安装和接线。
七、电机的接地线按镀锌扁钢(25×4)编制,如采用铜接地线时,主材(导线和接头)应更换,但安装人工和机械不变。
八、电机安装执行《第一册机械设备安装工程》的电机安装定额,其电机的检查接线和干燥执行本定额。
九、各种电机的检查接线,规范要求均需配有相应的金属软管,如设计有规定的按设计规格和数量计算。
例如:设计要求用包塑金属软管、阻燃金属软管或采用铝合金软管接头等,均按设计计算。
设计没有规定时,平均每台电机配金属软管1~1.5m(平均按1.25m)。
电机的电源线为导线时,应执行本册的压(焊)接线端子定额。
133工程量计算规则一、发电机、调相机、电动机的电气检查接线,均以“台”为计量单位。
电机控制与拖动-第6章-控制电机及其控制系统 - 6.4 步进电动机
(2)多段式:又称为轴向分相式。按其磁路特点又可分为轴 向磁路多段式和径向磁路多段式两种。 ①轴向磁路多段式:定转子均沿 电机轴向按相数分段,每一组 定子铁芯中放置一相环形的控 制绕组。定转子圆周上冲有齿 形相近和齿数相同的均布小齿。 定子(或转子)铁芯每两相邻 段错开1/m齿距。优点是使定 子空间利用率好,环形控制绕 组绕制方便,转子的惯量较低, 步距角可以做得较小,起动和 运行频率较高。但是铁芯分段 和错位工艺较复杂,精度不易 保证。
(1)单脉冲运行 ① 定义 步进电动机的单脉冲运行是指电动机仅仅 改变一次通电状态时的运行方式。
27
② 动稳定区 步进电动机从一种通电状态切换到另一种通 电状态时,不致引起失步的区域。无负载时 为图中的ab区域。切换时失调角为:
( se ) ( se )
r
28
③ 裕量角:动稳定区边界a点到初始位置平衡 点O0的区域称为裕量角。
反转则为:AC-CB-BA-AC
9
3. 步距角:步进电动机每一拍转子所转过的角度。它的大小 是由转子的齿数、控制绕组的相数和通电方式所决定的。
360 其中:m为相数,Zr为齿数,C为通电方式系数。 s mZ r C
若为单拍或双拍方式,则为1,若为单、双方式,则为2。 4. 电机转速
60 f 其中:f 为脉冲频率。 mZ r C 5. 定子的相数:若需要更小的步距角,则可以用增大相数的 方法来实现,但是太多的相数会使电机转速减慢,同时也 使得电源更为复杂,造价也越高。一般步进电机的相数最 多到六相,只有极个别的特殊电机才作成更多相的。 n
驱动电源的基本部分包括变频信号源、脉冲分配 器和脉冲功率放大器三个部分。
37
分类:
(1)按步进电动机容量大小:功率步进电动机驱动 电源和伺服步进电动机驱动电源。
第六章第三节三相异步电动机的各种控制电路
1、如下图所示电路,为电动机自锁连续控制和点动控制局部电路,当按下______可实现______控制。
A.SB2/自锁连续控制B.SB2/点动控制C.SB1/点动控制D.SB3/自锁连续控制2、如图,为电动机的控制线路局部,KM为控制该电动机的接触器,则此电路可实现______。
A.点动控制B.自锁控制C.互锁控制D.连续运转控制3、如图所示,下列______原因会使电动机在合上QS后便转动,按下SB1后停机,松手后电机又转动.A.将KM常开辅助触头误接成常闭辅助触头B.SB2故障,粘牢导通,断不开C.将SB1和SB2位置互换D.将KM常开辅助触头误接成常闭辅助触头和SB2粘牢导通,断不开同时存在4、如图所示,如果将KM的常开辅助触点一端由b接至a,则会出现______。
A.电机仍能正常起动、停机B.电机不能起动C.不能进行点动D.按下SB2电机可起动,但按下SB1不能停机5、如图所示,如果在接线时误把双层按钮的常开和常闭触点互换,则会出现______。
A.合上QS三相电源开关后,电机立即转动起来B.合上QS三相电源开关后,FU4、FU5烧断C.合上QS三相电源开关后,按下SB2电机不动D.合上QS三相电源开关后,热继电器动作,电机不转6、如图所示,如果将KM的常开辅助触头误接成常闭辅助触头,则会出现______. A.合上QS三相电源开关后,FU4、FU5烧断B.合上QS三相电源开关后电机立即转动起来C.合上QS三相电源开关后,接触器线圈反复有电、断电,致使电机不能转起来D.合上QS三相电源开关后,电机只能点动,不能连续运转7、如图所示,为三相异步电动机磁力起动器控制电路,若仅将SB1和SB2的位置调换接入电路,其他未变,则______。
A.合上QS三相电源开关后,电机立即转动起来B.SB1与SB2的起停功能交换了C.按下SB2后可以起动电机,但按下SB1不能停车D.电机只能实现点车8、如图所示,为三相异步电动机磁力起动器控制电路,KM常开辅助触头因故闭合不上,则合上QS三相电源开关后______。
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2) 工作原理
2 2
Zs Zr
KR
0
2
Zs
/
2
Zs
2
Zr
Zr Zr Zs
Zr Zs Zr
0
Zr Zs Zr
2 f
p
(6-4)
(6-5) (6-6)
6.5 直线电动机
1.直线电动机的结构
旋转异6—2步8a 电动机
直线电动机直接实现直线运动,从而消除了旋转电动
机由旋转运动到直线运动的中间机构,使精度提高,结构 简化,响应快速。
1.结构特点
1 5转轴
4
2定子铁心 3转子铁心
6滑环
2 1三相绕组
4转子励磁 绕组
D6
D2
3
D1
Z1
D4
Z2
D5
D3
图6--22
2.控制式自整角机的线路结构
θ
~U2 ~U1
θ'
D1 Es1
D1' I1
Es3
Es2
I3
I2
D3
D2
D3'
D2'
发电机
图6--23
接收机
3.控制式自整角机的工作原理
D1相曲线 θ
图6—11b
2. 永磁式同步电动机
1)永磁式小功率同步电动机结构
1永久磁铁 2鼠笼绕组 3转子铁芯
N
N
S
S
图6--12
2)工作原理
Фs
θ
Фr
Ns
S r
ω0 ω N
r
Ss
图6--13
1)异性相吸 2)失步
3)永磁式同步电动机难起动的原因
Ns
Sr
ω0 T
Nr
Ss
图6—14a
Ss Sr
T Nr
Ns
图6—14b
1.小功率同步电动机概述
运行特性: ------连续运转; 功率: P < 1W, P < 100W; 应用:
恒速传动中传动电动机,控制系统中作为执行元件。 分类: 转子结构材料分类: 永磁式、反应式(磁阻式)、磁滞式等
1)三相永磁式小功率同步电动机原理接线图
图6—11a
2)单相磁滞式小功率同步电动机原理接线图 C
转子励磁 绕组轴线
D6
D2
D1 Z1
D4
D3相曲线 D5
Z2 D3 D2相曲线
(a)
图6--24
D1'相曲线
D6'
D2'
D1'
Z1' D4'
Z2' D5'
θ'
D3' 转子励磁
绕组轴线
(b)
4.控制式自整角机应用实例
~ θ 控制式自整角机
放
大
器
θ'
TG
~
~
~
SM ~
图6--25
负载
6.6.3力矩式自整角机 1.电路结构 ~
初级
次级
图6—28b
直线电动机
初级 次级
图6—29a
短初级直线电动机
次级
初级 图6—29b
短次级直线电动机
2.直线电动机的工作原理
初级
Bd νs
ν
次级
s 2f
图6--30
F KpI 2 m cos 2
(6-23)
S s s
(1-S)s 2 f (1-S) (6-24)
6.6 测速发电机
控制电机的工作原理
从工作原理上看,控制电机和普通电机 没有本质上的差异,但普通电机功率大, 侧重于电机的启动、运行和制动等方面的 性能指标,而控制电机输出功率较小,侧 重于电机控制精度和响应速度。
控 制 电 机的分类
控制电机按其功能和用途可分为信号检测和 传递类控制电机及动作执行类控制电机两大类。 执行电机包括伺服电机、步进电机和直线电机等; 信号检测和传递电机包括测速发电机、旋转变压 器和自整角机等。
~
R
C Uf
图6-5
UC MS
~
(3)幅值控制的机械特性曲线
n
n0
Uc
0.8Uc
n'0 0.6Uc
n"0
0.4Uc
n"'
0
T 图6-6
(4)交流伺服电动机应用
输出功率0.1~100W,电源频率50Hz、400Hz。应用在 数控机床、雷达的控制系统及机器人控制系统中等。
给定位置
放大器
ω
θ
伺服电机
负载
第六章 控制电机
• 6.1 交流伺服电动机 • 6.2 直流伺服电动机 • 6.3 力矩电动机 • 6.4 小功率同步电动机 • 6.5 直线电动机 • 6.6 测速发电机 • 6.7 自整角机
控制电机的功能
控制电机是在普通旋转电机基础上产生 的特殊功能的小型旋转电机。控制电机在控 制系统中作为执行元件、检测元件和运算元 件。
θ
θ'
~U1
D1
. Es3 D3
. I1
. Es1
. Es2
. . I2 D2
. I3
L
D'1 . E's1
.
E's3
.
E's2
D'3
D'2
2.力矩式自整角机的应用实例
(s) n (0) n0
(1) 0 (Sm>1)
r21<r22<r23 r21 r22
r23 T
图6--3
交流伺服电动机的机械特性
n (s) (0) n0
1 T-
(1) 0 T
T T+
图6--4
6.交流伺服电动机的控制特性
(1)控制类别:幅值控制、相位控制和幅值-相位控制 (2)幅值控制的电路原理
U0 E0 Kn
(6-8) (6-9) (6-10) (6-11)
3.异步交流测速发电机应用中应注意的问题
1)主要技术指标 a.剩余电压 b.线性误差 c.相位误差 d.输出斜率
U0 Umax
1 2
/2nmax nmax n 图6--19
异步交流测速发电机的输出特性的线形度
6.6.2 直流测速发电机 1. 工作原理图
6.1 交流伺服电动机
1. 两相交流伺服电动机的接线图
。 ~Uf
C
WF
WC
。
Ms
~Uc
~
图6--1
2、杯形转子伺服电动机的基本结构
3.交流伺服电动机性能特点、应用范围
表6.1 交流伺服电动机性能特点、应用范围
种类
型 结构特
号
点
性能特点 应用范围
类似于普 励磁电流小,体
鼠笼式 转子
SL
通鼠笼转 子,转子 细长,转 子为高电
+ If
Uf
-
Ia +
Ua RL
Ra
n
-
图6--20
2. 工作原理
Us0 E Cen
Ua E Ia Ra
Ia
Ua RL
Ua
Cc n 1 Ra
RL
(6-13) (6-14) (6-15) (6-16)
3.输出特性
U
理想值 实测值
RL=∞
RL1 RL2
RL>RL1>RL2
0
n
图6--21
6.7 自整角机
Uc
一定的负载下,Uc,n。
0.8Uc
(2) Uc=0时,电机立即停转。
0.6Uc 0.4Uc
0 T
图6--9
反转:电枢电压的极性改变,电机反转。
应用:
直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。经 常用在功率稍大的系统中,它的输出功率一般 为1-600W。它的用途很多,如随动系统中的 位置控制等。
6.3 力矩电动机
交流力矩电动机 直流力矩电动机
力矩电动机
异步 同步
特点: 转矩大 转速低
• 与负载直接连接; • 能带动负载堵转。
1 .永磁直流力矩电动机的结构
特点: D>l
2.直流力矩电动机转矩大,转速低的原因
(1)力矩大的原因
F BIal
TNFD 2来自NBI alD 2
BIa Nl 2
D
又 D2l c1 D l
4)永磁式同步电动机异步起动
Ss
es
is
er ir
Nr
Td
ω0 Ti
Sr
Ns
图6—15
1) 异步起动: er ir Ti
2) 永磁铁: es is Td
3. 磁阻式电磁减速同步电动机
1) 结构
.
Fs
A
2π/Z 2π/Zr S
Ss 1
. Fs
θ
6
8'
1' 2'
2
B
7'
3'
ω
5
6'
4'
5'
ω0 3
Ns 4
6.4 小功率同步电动机
前面讨论过的伺服电动机,其转速是随控制信号 或负载转矩的变化而变化的。而在传真机、磁带录音 机和各种精确的计时或记录装置中,往往需要一种能 在电源电压波动或负载转矩变化时仍可保持转速恒定 不变的电动机。额定功率从零点几瓦到数百瓦的各种 小功率同步电动机就是在一定的输出功率范围内具有 这种恒速特性的连续运转同步电动机。
积小,机械强度 高,低速运行不 稳定,速度有时
小功率的 自动控制 系统
阻率材料 快时慢的抖动