现代电机设计与控制技术交流69页PPT
电气工程概论电机电器及其控制技术课件PPT
定子
磁
外
转
子
大
型
风
力
发
电
永磁外转子
机
三、电机的应用领域(续)
2、工业生产部门与建筑业
应用:
电 梯
机床;
用
轧钢机;
永
鼓风机;பைடு நூலகம்水泵;
磁 曳 引
起重机;
电
传送带;
动
生产线;
机
…
三、电机的应用领域(续)
3、交通运输业
电
1)电力机车 与城市轨道
力 机 车
交通
电气化铁路;
直 流 牵
地铁;
引
无轨电车;
电
…
动 机
4)汽车
3、交通运输业
自动
伸缩
空气 化器
净
天线 电机
后部空
后调 雨 刷
电机(2)
后灯雨
刷(2)
天窗控 制电机 时钟步
进电机 录音机
电机 DVD电
机 里程表 步进电 机
碰撞缓 冲器
自锁控电动制机电机门燃油 自动泵窗 后电机视(4镜) 电机(2)
减震直线 前 灯 雨 电机(4) 刷(2)
座椅滑动控
制电机
➢ 电机学分别研究上述电机的以下主要内容: 物理模型、数学模型、实际运行、实验测试。
6、电器的发展历史
➢ 电器特指用于对电路进行接通、分断,对电路参 数进行变换,以实现对电路和用电设备的控制、调节、 切换、检测和保护等动作的电工装置、设备和组件。
➢ 电器从人类正式使用电能就开始使用。随着电工 新材料、电工制造新技术、新工艺的发展,各类电器 得到飞速发展。总体趋势是容量增大,传输电压高, 自动化程度高。
现代交流电机控制技术C10交流电机的先进控制技术课件
出的一种非线性控制策略,它与常规控制方法的根本区 别在于控制律的不连续性,即滑模变结构控制中使用的 控制器具有随系统“结构”随时变化的特性。其主要特 点是,根据性能指标函数的偏差及导数,有目的的使系 统沿着设计好的“滑动模态”轨迹运动。这种滑动模态 是可以设计的,且与系统的参数、扰动无关,因而整个 控制系统具有很强的鲁棒性。早在1981年,Sabonovic等 人就将滑模变结构控制策略引入到了异步电动机调速系 统中,并进行了深入的研究,以后又出现了不少关于异 步电动机滑模变结构控制的研究成果。但是滑模变结构 控制本质上不连续的开关特性使系统存在“抖振”问题 ,其主要原因是:
2024年3月16日1时15分
Kanellakopoulos等人最早把反步设计控制方法应用于异步 电动机调速领域,继而在交流调速领域又出现了结合滑模控制 的反步设计控制方法、带有各种参数自适应律的反步设计控制 方法、带有磁链观测器的反步设计控制方法、使用扩张状态观 测器对不确定性进行补偿的反步设计控制方法等。
2024年3月16日1时15分
2)这些逆系统控制方法只是实现了转速 和磁链的解耦控制,没有实现转矩和磁链的解 耦控制,从而影响系统性能的进一步提高。
3)这些逆系统控制方法是基于精确数学 模型提出来的,当电动机参数发生变化后,对 调速系统的动、静态性能会产生什么影响,在 相关文献中都没有进行讨论。
4)现有的逆系统控制方法的实现前提是 ,对调速系统中各个状态变量都能进行准确的 观测。但是,实际上各个状态变量的观测值存 在的估计误差对系统的性能和系统的稳定性的 影响,在相关文献中都没有进行讨论。
2024年3月16日1时15分
8.H∞控制 在鲁棒控制中,最具有代表性的控制方法是
《现代电机控制技术》课件
03 现代电机控制技术实现
数字信号处理器(DSP)在电机控制中的应用
数字信号处理器(DSP)是一种专用的微处理器,特别适合于进行高速数字信号处 理计算。
在电机控制中,DSP可以用于实时计算复杂的控制算法,实现精确的速度和位置控 制。
DSP通过接收编码器的反馈信号和输入的参考信号,计算出电机的控制量,并输出 到驱动器来控制电机的运行。
数字化与智能化
高效与节能
随着数字化和智能化技术的不断发展,电 机控制技术将更加智能化和自适应性。
未来电机控制技术将更加注重高效和节能 ,以适应绿色环保的需求。
网络化与远程控制
多学科交叉融合
网络化技术的发展将使得电机控制更加便 捷和远程化,提高设备的可维护性和安全 性。
电机控制技术将与多个学科交叉融合,如 人工智能、机器视觉和物联网等,以实现 更广泛的应用和创新。
02 电机类型和控制原理
直流电机及其控制原理
01
02
03
直流电机
利用直流电能转换为机械 能的电动机,具有较好的 调速性能和启动转矩。
控制原理
通过改变电机的输入电压 或电流,实现对电机转速 和转矩的控制。
调速方法
改变电枢电压、改变励磁 电流、串电机
利用交流电能转换为机械 能的电动机,具有结构简 单、价格便宜、维护方便 等优点。
交通运输
电机控制技术在交通领域有广泛应用 ,如电动汽车、轨道交通和航空电子 等。
能源转换与利用
电机控制技术有助于提高能源转换效 率和利用率,如风力发电、太阳能逆 变器和智能电网等。
智能家居与楼宇自动化
电机控制技术为智能家居和楼宇自动 化提供了技术支持,如智能家电、自 动门和安防系统等。
电机控制技术的未来趋势
现代电机控制技术
(1-16)
式中, Wm 为主磁路磁场能量,它全部储存在气隙中; Vδ 为气隙体积。
16
现代电机控制技术
第1章 基础知识
当励磁电流 iA 变化时,磁链ψ AA 将发生变化。根据法拉第电磁感应 定律,ψ AA 的变化将在线圈 A 中产生感应电动势 eAA 。若设 eAA 的正方 向与 iA 正方向一致, iA 方向与 φmA 和 φσA 方向之间符合右手法则,则有
磁导, Λδ =
1 μ0 S 。 = Rδ δ
将式(1-8a)写为
φδ = Λmδ f A
式中, Λmδ =
(1-8b)
Λm Λδ 1 , Λmδ 为串联磁路的总磁导, Λmδ = 。 Λm + Λδ Rmδ
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式(1-8b)为磁路欧姆定律的另一种表达形式。
现代电机控制技术
第1章 基础知识
式(1-7)表明,作用在磁路上的总磁动势恒等于闭合磁路内各 段磁压降之和。 对图 1-1 所示的磁路而言,尽管铁心磁路长度比气隙磁路长 得多,但由于 μ Fe >> μ 0 ,气隙磁路磁阻还是要远大于铁心磁路的 磁阻。对于这个具有气隙的串联磁路,总磁阻将取决于气隙磁路 的磁阻,磁动势大部分将降落在气隙磁路中。 在很多情况下,为了问题分析的简化,可将铁心磁路的磁阻 忽略不计,此时磁动势 f A 与气隙磁路磁压降相等,即有
2 NA 2 = iA = N A ΛmδiA Rmδ
(1-10)
定义线圈 A 的励磁电感 LmA 为
LmA =
ψ mA
iA
2 NA 2 = = NA Λmδ Rmδ
(1-11)
LmA 表征了线圈 A 单位电流产生磁链ψ mA 的能力。对于图 1-1,又将 LmA 称
电机与控制课件
日期:CATALOGUE目录•电机基本概念与分类•直流电机原理与结构•交流异步电机原理与结构•控制策略及技术应用场景•传感器与执行器选型及使用方法•典型案例分析与实践操作演示•总结回顾与拓展延伸电机基本概念与分类电机在现代工业、交通运输、农业、国防等领域中广泛应用,是各种机械设备和生产线的动力来源,对于提高生产效率和降低能耗具有重要作用。
电机定义及作用电机作用电机定义电机发展历程直流电机01交流电机02永磁同步电机03直流电机包括鼠笼型异步电机、绕线型异步电机等。
其优点是结构简单、维护方便、效率高,缺点是调速性能差。
交流异步电机交流同步电机电机分类方法及特点直流电机原理与结构电磁效应换向器作用直流电机工作原理定子转子电刷与刷握030201直流电机结构组成优点缺点直流电机优缺点分析交流异步电机原理与结构旋转磁场转子感应转差率转子常用鼠笼式和绕线式两种结构。
鼠笼式转子由铝条或铜条与短路环焊接而成;绕线式转子绕组与定子绕组相似,三相绕组连接成星形或三角形。
定子由铁芯和三相绕组组成,通常采用分布式绕组,以减小谐波影响和提高电机性能。
气隙定子和转子之间存在一定气隙,以保证电机正常运行和减小磁阻。
气隙大小对电机性能有重要影响。
优点结构简单、制造方便、运行可靠、维护方便、成本较低、适用于各种负载类型。
缺点调速性能较差、功率因数较低(尤其在轻载或空载时)、启动电流较大(通常为额定电流的5~7倍)、对供电电网有一定冲击。
交流异步电机优缺点分析控制策略及技术应用场景01020304定义工作原理优点缺点缺点结构复杂、成本高、调试困难。
定义闭环控制系统是一种具有反馈回路的控制系统,其输出量会通过传感器等检测装置反馈到输入端,与输入量进行比较并调整控制作用。
工作原理闭环控制系统通过比较输入量与反馈量的差异,产生控制作用以减小差异,使被控对象达到预定的控制目标。
优点能够自动适应外部干扰和内部参数变化,具有较高的控制精度和稳定性。
现代电气控制技术 PPT课件
第11章 现代电气、电机控制技术
11.1 PLC控制技术 11.2 异步电动机的变频调速技术 11.3 交流伺服技术 思考题与习题
2020/3/31
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第11章 现代电气、电机控制技术
11.1 PLC控制技术
11.1.1 可编程控制器概述 可编程逻辑控制器简称PLC, 是20世纪70年代
(5) 如需输出打印或状态监控, 还需将有关信 息传送至外围设备。
不同档次的PLC产品内部使用的CPU芯片差异较 大, 三菱公司FX2系列小型PLC使用的微处理器是16 位8096单片机, 美国AB公司的PLC-3型大型PLC采用 的微处理器是ADM-2900高速芯片。
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第11章 现代电气、电机控制技术
2020/3/31
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第11章 现代电气、电机控制技术
I/O接口电路的功能是: (1) 输入接口电路的作用是将来自现场设备的 输入信号通过电平变换、 速度匹配、 信号隔离和功率 放大, 转换成可供CPU处理的标准电平信号。 图112为PLC产品中常见的一种直流24 V传感器输入电路。 如输入器件为按钮、 开关类无源器件, +24 V端子仍 需接24 V电源, 但输入按钮或开关则可直接连在输入 端子和COM端之间, 电路更为简单。 只要程序运行, PLC内部就可以识别输入端子和COM之间的通或断。
2020/3/31
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第11章 现代电气、电机控制技术
现代可编程控制器产品具有如下技术特点: (1) 高可靠性与高抗干扰能力。 PLC产品是专为 工业控制环境设计的, 机内采取了一系列抗干扰措施, 其平均无故障时间可高达4~5万小时, 远远超过采用 硬接线的继电—接触器控制系统, 也远远高于一般的 计算机控制系统。 PLC产品在软件设计上采取了循环扫 描、 集中采样、 集中输出的工作方式, 设置了多种实 时监控、 自诊断、 自保护、 自恢复程序; 在硬件设计 上采用了屏蔽、 隔离、 滤波、 联锁等抗干扰电路结构, 并实现了整体结构的模块化。 PLC适应于恶劣的工业环 境, 这是它优于普通微机控制系统的首要特点。
电机现代控制技术PPT课件
三相隐极同步电机等效物理模型
两个磁场轴线间的电角度为β,大小决定于定子旋转磁场速度ωs和转子速度ωr。 产生恒定的电磁转矩
te isif Lm sin f is sin
凸极结构的同步电动机,还会产生磁阻转矩
te
Wm (iA , iB , r ) r
公式说明:
1. 当转子因微小位移引起系统磁共能发生变化时,会受到电磁 转矩的作用;
2. 转矩方向应为在恒定电流下倾使系统磁共能增加的方向.
磁能和磁共能之和为
Wm Wm
0
A
iA
d
0
B
iBd
iA 0
A di
iB 0
B
di
iA A iB B
向。
2. 直流电机的电磁转矩与等效模型
主磁极基波磁场轴线为d 轴, 将d轴旋转90°为q轴;
电枢绕组产生的基波磁场轴 线与q轴一致。
绕组旋转,磁场轴线固定旋 转绕组称为换向器绕组。
图2-4两极直流电机
在直流电机动态分析中,
常将这种换向器绕组等效为 一个“伪静止线圈”
图2-5 伪静止线圈
“伪静止线圈”与换向器绕组从机电 能量转换角度看是等效的。
dr
dt
]
第一项和第二项是当θr =常值,即绕组A和B相 对静止时,由电流变化所引起的感应电动势, 称为变压器电动势.
第三项是因转子运动使绕组A和B相对位置发生 位移(θr变化)而引起的感应电动势,称为运动电 动势.
在dt时间内,由电源输入绕组A和B的净电能为:
dWe (iAeA iBeB )dt iAd A iBd B
《电机控制技术》PPT课件
(b)符号 断电延时断开 断电延时闭合
(1) 空气阻尼式时间继电器
排气孔
进气孔
调节螺丝
常开触头 延时闭合
橡皮膜
活塞杆 释放弹簧
挡块
微动开关2
常闭触头 延时打开
托板
微动开关1 常闭触头
工作原理
线圈通电
衔铁向下吸合
线圈 恢复弹簧 动铁心
常开触头 连杆动作 触头动作
通电延时的空气式时间继电器结构示意图
电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法:
1. 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。 2. 控制线路由主电路(被控制负载所在电路)
和控制电路 (控制主电路状态)组成。 3. 属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和
触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中,但必须标注相同的文字符号。
5.2 基本电气控制电路
3~
持线圈通电的作用称自锁
控制原理
停车 Q FU
主
电 路
KM
FR
转动
按下停止按钮SB1 , KM线圈断电 KM主触点断开, 电动机停转。
KM辅助触点断开,取消自锁。
..
FR 路 控
制
. . SB1 SB2 KM
电
M 自锁 KM 3~
通电
控制原理ห้องสมุดไป่ตู้
停车 Q FU
主
电 KM
路
FR
转停动转
..
M 3~
按下停止按钮SB1 , KM线圈断电 KM主触点断开, 电动机停转。
反转接触器
“联锁”触点
. . SB SBF KMRKMF 通电
按下SBF 电机正转
.
. . 闭合
“电机与电气控制技术”ppt课件讲义
变压器器身装在油箱内,油箱内充满变压器油。变 器油压是一种矿物油,具有很好的绝缘性能,起两个作用: 一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝 缘 作用;二是变压器油受热后产生对流,对变压器铁心和 绕 组起散热作用。
油箱有许多散热油管,以增大散热面积。为了加快散 热, 有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环,外部 用 变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱等,这些都 是 变压器的冷却方式。
图1.3 变压器的基本工作原 理
任务一 变压器认识
当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有 流电交流流过,并在铁心中产生与外加电压频率 相同的磁通。这个交变磁通同时交链着原边绕组 和副边绕组。原、副绕组的感应电势分别 为
因为e1≈u1 ; e所2≈以u,2 (1-1)
其中K为变压器的变比,它等于原、副绕组 匝数的比,也等于原边一相绕组的感应电势与副 边一相绕组的感应电势之比。
任务一 变压器认识
4.绝缘套管
变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时,必 须经过绝缘套管, 从而使高压引线和接地的油箱 绝缘。绝缘套管是一根中心导电杆,外面有瓷套 管绝缘。为了增加爬电距离,套管外形做成多级 伞形。10~35kV套管一般采用充油结构, 电压 越高,其外形尺寸越大。
5.其他附件
典型的油浸式电力变压器中还有储油柜 (枕油)、吸湿器(呼吸器)、安全气道(防爆管)、 继电保护装置、调压分接开关、 温度监控装置 等附件
任务分析: 单相变压器可以通过两种方
法即分析法、实验法来判定变压器的绕组 极性,我们应该掌握这两种方法。
任务二 单相变压器的绕组极性及判定
方法与步骤: 1.分析法
因为变压器的一、二次绕组在同一个
心上铁,故都被磁通Φ交链。当磁通变化时,
电机与电气控制技术.pptx
2019年10月9
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2019年10月9
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各电器在电路中的 位置
刀开关 熔断器 接触器 热继电器 按钮 交流异步电动机
2019年10月9
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各电器在电路中的 作用
刀开关 熔断器 接触器 热继电器 按钮 交流异步电动机
2019年10月9
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L1 L2 L3 Q FU1
FU2
三相异步电动机具有
电气互锁正反转电路
FR
短路保护
SB1
KM1
M 3~
2019年10月9
KM2 FR
KM1
SB2
SB3
KM2
KM2 KM1
KM1 KM2
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各电器在电路中的 作用
刀开关 熔断器 接触器 热继电器 按钮 交流异步电动机
2019年10月9
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接触器的组成
线圈
~~ 电源
欢迎使用《电机与电气控制技术》项目教学课件
《电机与电气控制技术》项 目教学课件是针对电气自动化技 术专业高等职业技术教育的特点, 根据编者多年的教学和实践经验 制作的。以工作过程为导向,以 工作任务为基础,以能力为本位, 以学生为中心开发实践项目。
开发的实践项目注重由技能 型向技术型发展,培养学生的专 业技术能力;注重由单一型向综 合型发展,学生能综合运用电工 电子技术、电气控制、PLC等相 关知识解决问题,完成工作任务。
同时对每个项目的实践任务 进行分解,打破各个知识点在学 科体系之间限制,以任务为核心, 为完成某个任务而组织相应的知 识点,学习相应的技能。
2019年10月9
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教育部高等职业教育示范专业规划教材