电动机的控制系统
简述电机控制系统组成和主要功能
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第四章 驱动电机及控制系统
组通过的线电流值。
额定转速
在额定电压输入下以额定功率输出时对应的电机最低转速。
额定功率
额定条件下，电机轴上输出的机械功率。
峰值功率
在规定的时间内，电机允许输出的最大功率。
最高工作转速 相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。
最高转速
在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速。
额定转矩
电机在额定功率和额定转速下的输出转距。
整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机 控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的 怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机 控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障 检测，保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。
第四章 驱动电机及控制系统
2.电动汽车对驱动电机性能的要求
由于存在电刷、 换向器等易损件, 所以必须进行定期维护 或更換。
第四章 驱动电机及控制系统
2.新能源汽车直流电动机的性能要求 （1）低能耗性
为了延长一次充电续驶里程以及抑制电动机的温升、 尽量 保持低损耗和高效率成为直流电动机的重要特性 。 近年来, 由 于稀土系列永磁体的研究开发, 直流电动机的效率已明显提高, 能耗明显减低。 （2）环境适应性
直流电动机作为新能源汽车的驱动电机时, 与在室外使用时 的环境大致相同, 所以要求在设计时充分考虑密封的问题, 防止 灰尘和水汽侵入电动机, 另外还要考虑电动机的散热性能。
第四章 驱动电机及控制系统
（3）抗振动性 由于直流电动机具有较重的电枢, 所以在颠簸的路况行驶时,
车辆振动会影响到轴承所承受的机械应力, 对这个应力进行监 控和采取相应的对策是很有必要的。 同时由于振动, 很容易影 响到換向器和电刷的滑动接触, 因此必须采取提高电刷弹簧预 紧力等措施。
电机驱动系统(完整)
八、开关磁阻电机控制系统
1. 开关磁阻电机结构
定、转子为结构双凸结构。 定、转子齿满足错位原理， 即错开1/m转子齿距。 通电一周，转过一个转子齿。 需要转子位置传感器。
6/4极的开关磁阻电动机
2. 开关磁阻电动机工作原理
靠磁通收缩产生转矩
转矩：
开关磁阻电机的 转矩瞬时值正比于 电流的平方， 也正比于电感对转 子位置角的变化率。
+
+C
-C
PWM 输入
电动“1” 回馈制动“ 0”
驱动信号 输出
6. 无刷直流电机及其控制系统的优缺点
优点： 1. 具有直流电机的控制特性。 2. 控制相对简单。 3. 电机效率高，体积小。
缺点： 1. 由于永磁材料贵，电机价格较贵。 2. 过热容易导致永久性失磁。 3. 弱磁运行较困难。 4. 需要转子位置传感器。
功率变换器主电路
交流电机电枢绕组
六、无刷直流电机控制系统
1. 系统构成
三相功率 变换器
控制电路 控制器
永磁 同步电机
转子位置 传感器
自控式永磁 同步电机
2.无刷直流电机与永磁同步电机差别
B0(e0)
永磁同步电机
0
无刷直流电机
2π ωt
一对极下不同的气隙磁密分布图
3.无刷直流电机工作原理
有6个定子空间磁势。
A iA
根据转子位置传感器检
测到的转子位置和要求
FBA
FCA
转向来决定产生哪一个
X
磁势。
产生的平均转矩最大。 FBC
S
Z
iC
C
FAC
F0
N
FCB
Y
iB
第4章 直流电动机调速控制系统
调速指标
静态调速指标
• 调速范围 • 静差率 • 调速范围与静差率的关系
动态调速指标
• 跟随性能指标 • 抗扰性能指标
单闭环直流调速系统
单闭环有静差调速系统 单闭环无静差调速系统
单闭环有静差调速系统
系统的组成及原理 系统的静特性及静态结构图
系统的反馈控制规律 单闭环调速系统的动态特性
电动机转速与转矩的关系
如果把E =Cen代入式(4-8) ，便可得出电枢电流I的表达式 Ia=(U- Cen )/Ra （4-9） 由上式可见，直流电动机和一般的直流电路不一样，它的电流不仅 取决于外加电压和自身电阻，并且还取决于与转速成正比的反电动 势(当φ为常数) 。将式(4-1) 代入(4-9) 式，可得 n=U/Ce-R Te/ Ce Cm (4-10) 其中Cm=Kmφ，式（4-10）称为电动机的机械特性，它描述了电 动机的转速与转矩之间的关系。 图4-5是机械特性曲线族。在这一曲线族中，不同的电枢电压对应于 不同的曲线，各曲线是彼此平行的。n0( U/Ce)称为“理想空载转 速” ，而⊿n(R Te/ Ce Cm) 称为转速降落。
脉宽调制器是一个电压—脉冲变换装置。由控制 电压Uct进行控制，为PWM变换器提供所需的脉 冲信号。 脉宽调制器的基本原理是将直流信号和一个调制 信号比较，调制信号可以是三角波，也可以是锯 齿波。锯齿波脉宽调制器电路如图4-42所示， 由锯齿波发生器和电压比较器组成。锯齿波发生 器采用最简单的单结晶体管多谐振荡器4-42a)， 为了控制锯齿波的线性度，使电容器Ｃ充电电流 恒定，由晶体管VT1和稳压管VST构成恒流源。
电流截止负反馈环节 带电流截止负反馈环节的单闭环无静差调 速系统
电机控制系统原理及组成
电机控制系统原理及组成
电机控制系统，嘿，这可真是个神奇又重要的玩意儿！它就像是机器世界里的智慧大脑，指挥着电机这个大力士的一举一动。
你想想看，电机控制系统不就是让电机乖乖听话，该转就转，该停就停，还能控制它转多快、转多大劲嘛。
这就好比我们人，大脑指挥着我们的手脚怎么动。
它的组成那也是相当丰富多样啊！有传感器，就像机器的眼睛和耳朵，随时感知着各种信息，反馈给控制系统。
还有控制器，这可是核心中的核心，所有的指令都从这里发出，就像乐队的指挥家一样。
还有驱动电路呢，把控制器发出的指令转化成电机能懂的信号，让电机有力气干活。
反问一下，要是没有这些组成部分，电机还能好好工作吗？那肯定不行啊！就像人没了大脑，那不就乱套啦。
电机控制系统在我们生活中无处不在啊！从家里的电器到工厂里的大型设备，哪一个离得开它。
比如我们每天都要用的洗衣机，它能让洗衣机的电机精准地转动，把衣服洗得干干净净。
再看看那些自动化生产线，电机控制系统让各种机器协同工作，高效又快速地生产出各种产品。
它就像是一个默默奉献的幕后英雄，虽然我们平时可能不太注意到它，但它却一直在为我们的生活和工作提供着强大的支持。
我们应该对它心怀感激和敬意啊！
总之，电机控制系统原理神奇，组成多样，作用巨大，是现代科技中不可或缺的一部分。
电机控制系统的基本结构
电机控制系统的基本结构电机控制系统的基本结构可真是一个有趣的话题，咱们今天就来聊聊这个。
不说你可能不知道，电机控制系统其实就像一部复杂的乐器，得有各个部件通力合作，才能奏出美妙的乐章。
想象一下，你在家里听到的那些电器，无论是风扇还是洗衣机，背后都有一个聪明的电机控制系统在默默奉献。
嘿，你有没有想过，电机和控制系统就像一对默契的舞伴？一个负责动力，另一个负责节奏，缺一不可哦。
电机控制系统里有几个重要角色，比如传感器、控制器和执行器。
传感器就像个侦探，负责收集各种信息，比如位置、速度、温度等等。
这些信息就像剧本上的台词，得把剧情讲清楚，才能让下一步的操作顺利进行。
控制器就像导演，接过侦探的情报，分析这些信息后决定接下来该怎么做。
执行器就是演员，听从导演的指挥，完成实际的动作。
就这样，电机控制系统的三位主角共同合作，形成了一个紧密的团队。
说到控制器，咱们可以稍微深入一下。
控制器通常是个小巧而强大的设备，像个精明的指挥官。
它会通过一些算法来处理传感器的数据。
你可能会想，这听起来很复杂，但实际上就像做一道菜，得有合适的配料和调味品，才能做出美味的菜肴。
控制器通过比较目标值和实际值，来判断是不是需要调整，比如说让电机加速、减速，或者是停止。
真是个聪明的家伙，没错吧？执行器在这里可不容小觑，它负责把控制器的指令变成实际的行动。
就好比一个精力充沛的小孩，听到爸爸妈妈的号召，立马就冲去玩耍。
执行器通常是电动机、气动装置或者液压装置，视具体的应用而定。
它们就像一群小马达，个个都争先恐后，准备迎接挑战。
想想看，如果没有这些执行器，控制器再聪明也没用，电机就像没有动力的车，开不动嘛。
电机控制系统的工作原理真是神奇。
比如说，当传感器感知到电机的速度低于预设值，控制器就会指示执行器加大电流，电机的转速立马就提升了。
就像你在开车时，如果感觉速度慢了，就会加油门，瞬间提速，心里那种感觉简直不要太爽。
这样的反馈循环让整个系统保持在最佳工作状态，确保每个环节都能顺利运转，仿佛是一场天衣无缝的表演。
交流电机控制原理及控制系统
交流电机控制原理通常涉及改变电机的电压、频率或二者来控制其转速和扭矩。
最常见的交流电机类型包括异步电机（也称为感应电机）和同步电机。
以下是两种电机的控制原理及控制系统的简要介绍：异步电机（感应电机）控制原理：异步电机的转速由其供电频率和极数确定，根据公式\( n = \frac{120f}{p} \)，其中\( n \) 是电机的同步转速，\( f \) 是供电频率，\( p \) 是极对数。
电机实际转速会低于同步转速，这个差值称为滑差。
1. 频率控制（V/f控制）：电压和频率成比例调整，以维持电机的磁通密度，从而控制转速。
适合于要求不高的应用，如风扇或泵。
2. 矢量控制（磁场定向控制，FOC）：精确控制电机的磁场和转矩。
将电机模型从时间域转换到旋转参考框架（d-q坐标系），独立控制转矩和磁通。
需要电机参数，通过编码器或传感器反馈，能提供高性能的控制。
3. 直接转矩控制（DTC）：直接控制定子磁通和电磁转矩，快速响应。
不需要转速或位置传感器，适合于要求快速动态响应的应用。
同步电机控制原理：同步电机的转速与供电频率严格同步。
转速由同步速度公式\( n_s = \frac{120f}{p} \) 确定。
1. 矢量控制：同样适用于同步电机，允许对转矩和磁通进行独立控制。
通常需要位置或速度反馈来实现精确控制。
2. 直接转矩控制（DTC）：同样可以用于同步电机，提供快速的转矩响应。
控制系统组件：交流电机的控制系统通常包含以下组件：1. 输入设备：用于接收命令和反馈信号，如开关、按键、编码器等。
2. 控制器：可以是微处理器、PLC或专用的电机控制器，用来实现控制算法。
3. 功率变换器：通常是逆变器，用来将直流电转换为可控的交流电，以调整电机的电压和频率。
4. 反馈传感器：如速度传感器、位置传感器、电流传感器和电压传感器，用于闭环控制。
5. 保护装置：确保系统在过载、短路、过热等异常情况下能够安全运行。
控制系统设计：设计交流电机的控制系统时，需要考虑以下因素：电机类型和规格：选择合适的控制方法和硬件。
电机控制系统的工作原理
电机控制系统的工作原理2篇电机控制系统的工作原理（上篇）电机控制系统是现代工业中广泛应用的一种自动控制系统。
它能够实现对电机运行状态、速度和位置等参数的监测和调节。
这篇文章将详细介绍电机控制系统的工作原理。
电机控制系统通常由下面几个部分组成：传感器、控制器和执行机构。
传感器用于将电机的运行状态转换为电信号，控制器则根据传感器提供的信息进行计算和判断，并输出控制信号至执行机构，执行机构根据控制信号调整电机的运行状态。
传感器是电机控制系统的重要组成部分。
通过传感器可以实时获得电机的状态信息，例如转速、转矩和位置等。
常见的电机传感器有霍尔传感器、光电传感器和电位器等。
传感器将电机的状态转化为电信号，然后传递给控制器进行处理。
控制器是电机控制系统的核心部分。
控制器接收传感器提供的电信号，并根据预设的控制算法进行计算和判断。
通过对电机状态的监测和分析，控制器能够判断电机是否正常运行或者需要调整。
控制器通常由微处理器或者专用的控制芯片组成，可以实现复杂的控制算法和数据处理功能。
执行机构是根据控制器的指令来调整电机的运行状态。
执行机构通常由驱动器和电机组成。
驱动器负责将控制器输出的电信号转化为适合电机使用的电流或者电压信号。
电机根据驱动器提供的电流或电压信号，进行相应的运动或者调整。
电机控制系统的工作原理基本上可以归纳为以下几个步骤：传感器采集电机的状态信息，将其转化为电信号；控制器接收并处理传感器的电信号，根据设定的算法判断电机的运行状态；控制器根据判断结果输出控制信号；执行机构根据控制信号调整电机的运行状态。
总的来说，电机控制系统通过传感器、控制器和执行机构之间的协调工作，实现对电机运行状态，如速度和位置等参数的监测和调节。
这样的系统可以广泛应用于工业领域，提高生产效率和质量。
在下一篇文章中，我们将继续探讨电机控制系统的工作原理。
电机控制系统的工作原理（下篇）在上一篇文章中，我们介绍了电机控制系统的组成和工作原理的基本步骤。
电动机控制原理
电动机控制原理一、引言电动机作为现代工业和生活中不可或缺的设备，其控制原理对于电机的正常运行以及提高电机的效率具有重要意义。
本文将介绍电动机控制原理的基本概念、控制方法以及应用实例。
二、电动机控制的基本原理电动机控制的基本原理是通过对电机的电流和电压进行控制，从而控制电动机的转速和输出功率。
常用的电动机控制方法包括直流电机的阻抗控制、交流电机的电压调节和频率调节控制。
1. 直流电机的阻抗控制直流电机的阻抗控制是通过改变电机电压和电流的比值来实现对电机转速和输出功率的控制。
在电动机起动时，通过降低电压，减小电机的启动电流，从而防止电机过载。
在电动机运行过程中，通过调节电机的电压和电流，可以控制电机的转速和输出功率。
2. 交流电机的电压调节控制交流电机的电压调节控制是通过改变电机输入的电压大小来实现对电机转速和输出功率的控制。
通过调节电机的输入电压，可以控制电机的转矩和输出功率。
在实际应用中，常用的交流电机控制方法包括变压器调压、调速器调压和变频器调压控制。
3. 交流电机的频率调节控制交流电机的频率调节控制是通过改变电机输入的频率来实现对电机转速和输出功率的控制。
通过改变电机输入电源的频率，可以改变电机的转速和输出功率。
在实际应用中，常用的交流电机控制方法包括变频器调频、变压器调频和逆变器调频控制。
三、电动机控制的应用实例电动机控制在现代工业生产中广泛应用，下面我们将介绍几个典型的应用实例。
1. 电梯控制系统电梯控制系统是一种通过电动机控制实现楼层选择、起升和下降等功能的系统。
通过控制电动机的转速和转向，可以实现电梯的平稳起降和楼层的准确抵达。
2. 机器人控制系统机器人控制系统是一种通过电动机控制实现机器人运动、抓取和操作等功能的系统。
通过对电动机的速度和位置的控制，可以实现机器人在空间中的自由移动和准确定位。
3. 汽车动力系统汽车动力系统是一种通过电动机控制实现汽车驱动、刹车和转向等功能的系统。
通过控制电动机的转速和转向，可以实现汽车的驱动力和稳定性控制。
电驱动控制系统的组成和工作原理
电驱动控制系统的组成和工作原理电驱动控制系统是一种将电能转化为机械能的系统，广泛应用于各种电动设备和机械设备中。
它由多个组成部分构成，包括电源、电机、传感器和控制器等。
本文将从组成和工作原理两个方面进行详细介绍。
一、组成1. 电源：电驱动控制系统的电源一般为直流电源或交流电源。
直流电源常用于直流电动机的驱动，交流电源常用于交流电动机的驱动。
电源为电驱动系统提供所需的电能。
2. 电机：电驱动控制系统中的电机是将电能转化为机械能的关键部件。
根据不同的应用需求，电驱动系统中常用的电机有直流电机、交流电机和步进电机等。
电机负责接收控制信号，并将电能转化为机械能，驱动设备的正常运行。
3. 传感器：传感器在电驱动控制系统中起到感知和监测的作用。
通过传感器可以实时获取设备运行状态的各种参数，如速度、位移、温度等。
这些参数将作为控制系统的反馈信号，用于控制器对电机进行调节和控制。
4. 控制器：控制器是电驱动控制系统的核心部件，负责对电机进行控制和调节。
控制器接收传感器提供的反馈信号，并根据设定的控制策略，生成控制信号，通过控制信号来调节电机的转速、转向和负载等参数，以实现对设备的精确控制。
二、工作原理电驱动控制系统的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 传感器感知：传感器感知设备的运行状态，如转速、位移、温度等参数，并将这些参数转化为电信号。
2. 控制器处理：控制器接收传感器提供的电信号，根据设定的控制策略和算法，对电机进行控制和调节。
控制器使用反馈控制算法，将传感器提供的反馈信号与设定值进行比较，计算出控制信号。
3. 控制信号输出：控制信号由控制器输出，经过电路传输到电机驱动器。
4. 电机驱动：电机驱动器接收控制信号，并通过电路将信号转化为适合电机驱动的电流或电压信号。
驱动器将电流或电压信号传递给电机，控制电机的转速、转向和负载等参数。
5. 电机运行：电机根据接收到的电流或电压信号，将电能转化为机械能，驱动设备正常运行。
电动机的PLC控制系统设计、安装与调试
工作任务1 电动机单向启动、停止的 PLC控制
• ④ ALD、OLD指令可根据块电路情况多次使用。 • 【例1-3】与块指令和或块指令的应用举例如图1-4所示。 • 二、STEP7-Micro/WIN32编程软件的使用 • STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件，它是西门 子公司专门为S7-200系列可编程控制器而设计开发的，是PLC用户不可 缺少的开发工具。目前，STEP7-Micro/WIN32编程软件已经升级到了4.0 版本，本书将以该版本的中文版为编程环境进行介绍。 • 1. 硬件连接 • 为了实现PLC与计算机之间的通信，西门子公司为用户提供了两种 硬件连接方式：一种是通过PC/PPI 电缆直接连接，另一种是通过带有 MPI电缆的通信处理器连接。 • 典型的单主机与PLC直接连接如图1-5所示，它不需要其他的硬件设 备，方法是把PC/PPI电缆的PC端连接到计算机的RS-232通信口（一般是 COM1），而把PC/PPI电缆的PPI端连接到PLC的RS-485通信口即可。
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工作任务1 电动机单向启动、停止的 PLC控制
• 一、基本位操作指令 • 1. 构成梯形图的基本元素 • 在PLC的梯形图中，触点和线圈是构成梯形图的最基本元素，触点 是线圈的工作条件，线圈的动作是触点运算的结果。由触点或线圈符号 和直接位地址两部分组成，含有直接位地址的指令又称为位操作指令。 基本位操作指令操作数的寻址范围是：I、Q、M、SM、T、C、V、S、L。 • 2. 梯形图中触点和线圈的状态说明 • ① 触点代表CPU对存储器的读操作，动合触点和存储器的位状态一 致，而动断触点和存储器的位状态相反，且用户程序中同一触点可使用 无数次。 • 例如：存储器I0.0的状态为1，则对应的动合触点I0.0接通，表示 能流可以通过；而对应的动断触点I0.0断开，表示能流不能通过。存储 器I0.0的状态为0，则对应的动合触点I0.0断开，表示能流不能通过； 而对应的动断触点I0.0接通，表示能流可以通过。
直流电动机控制系统
直流电动机控制系统直流电动机是一种基本的电机类型，应用非常广泛。
而直流电动机控制系统则是控制直流电动机的关键工具。
本文将介绍直流电动机控制系统的工作原理、基本组成部分以及应用场景。
工作原理直流电动机控制系统的工作原理基于电流和电磁场的相互作用。
当通电后，电动机内的电流会在电磁铁中产生磁场。
这个磁场会作用于转子，导致它开始旋转。
而直流电动机控制系统的目的就是在保持稳定的基础上，改变电流的方向和大小，进而实现电机的转速控制。
组成部分直流电动机控制系统包含多个组成部分，下面将逐一介绍。
电源电源是直流电动机控制系统不可或缺的一个部分。
它提供了系统所需的电能，通常使用的是交流电源。
电动机电动机是直流电动机控制系统的核心，负责产生转动力。
根据控制系统的不同，会有不同规格的电机，例如不同转速和转矩。
电机驱动器电机驱动器是用来控制电流的方向和大小，改变电机的转速。
通常是由开关管、驱动电路以及电源组成。
传感器和反馈传感器和反馈是直流电动机控制系统中非常重要的部分，它可以检测电机的状态并将信息反馈给控制系统。
常用的传感器包括转速传感器、温度传感器等。
控制器控制器是直流电动机控制系统的大脑，根据传感器和反馈的信息来决定电机所要做的动作，例如改变电流的方向和大小，控制电机的运转。
应用场景直流电动机控制系统可以应用于许多领域，例如工业制造、航空和交通运输等。
在工业制造中，它可以应用于机械加工、制造生产线等设备；在航空中，它可以应用于航空器的起飞和着陆；在交通运输中，它可以应用于电动车辆、电动自行车和其他交通工具上。
直流电动机控制系统是控制电机的重要工具。
本文介绍了直流电动机控制系统的工作原理、基本组成部分以及应用场景。
希望本文能帮助您更好地了解直流电动机控制系统的基本知识，从而更好地应用于实际生产和生活中。
电动机的工作原理与控制系统
电动机的工作原理与控制系统电动机是现代工业中不可或缺的设备，它的工作原理和控制系统对于实现性能优良和能效高效的运行至关重要。
本文将介绍电动机的工作原理和控制系统，并探讨其在不同应用中的特点和优势。
一、电动机的工作原理电动机是将电能转化为机械能的装置。
其工作原理主要基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力的作用。
当电流通过电动机的线圈时，会产生磁场，与磁场相互作用的导体受到洛伦兹力的作用，从而产生转动力矩，驱动电动机的转子转动。
电动机的工作原理可分为直流电动机和交流电动机两种类型。
1. 直流电动机直流电动机是最简单和常见的电动机类型之一。
其工作原理是基于经典电磁学的电动机原理。
直流电动机包括电枢和场线圈，电枢通电通过产生的磁场与场线圈的磁场相互作用，从而产生转动力矩。
直流电动机由于结构简单、控制方便等特点，在工业自动化、交通运输、家用电器等领域有广泛应用。
2. 交流电动机交流电动机是目前最常用的电动机类型之一。
其工作原理是基于旋转磁场的原理。
交流电动机根据转子结构和功率不同，可分为异步电动机和同步电动机。
（1）异步电动机异步电动机是最常见和应用广泛的交流电动机。
当三相交流电源加到电动机的定子上，通过三相保持电动机的转子和定子之间的差异，产生旋转磁场。
转子由于感应到旋转磁场，开始转动。
异步电动机具有转矩大、工作稳定等特点，适用于各种工业应用，如风力发电、泵站、工厂机械等。
（2）同步电动机同步电动机与异步电动机相比，其转子的转速与供电电源的频率同步。
同步电动机的工作原理也是基于电磁感应和洛伦兹力的作用。
同步电动机因为具有稳定的转速和高效率等特点，广泛应用于发电厂、大型机械设备等场所。
二、电动机的控制系统电动机的控制系统是实现电动机正常运行和实现其特定功能的关键。
根据电动机的类型和应用，控制系统可以分为开环控制和闭环控制两种类型。
1. 开环控制开环控制是指控制输出信号不受输入信号的影响，只依靠系统自身的参数和特性来控制电动机。
简述电机控制系统的功用
简述电机控制系统的功用一、引言电机控制系统是现代工业生产中不可或缺的组成部分，它可以控制电机的转速、方向和运动轨迹等参数，使得电机能够按照预定的要求进行工作。
本文将从电机控制系统的定义、分类、结构和功能等方面进行详细阐述。
二、定义电机控制系统是指通过对电机进行控制，实现对其转速、方向和运动轨迹等参数的调节，从而使得电机能够按照预定要求进行工作的一种系统。
三、分类根据不同的应用场景和工作原理，电机控制系统可以分为以下几类：1. 交流电机控制系统：主要用于交流电动机的驱动和控制，广泛应用于家用电器、空调等领域。
2. 直流电机控制系统：主要用于直流电动机的驱动和控制，广泛应用于汽车、船舶等领域。
3. 步进电机控制系统：主要用于步进电动机的驱动和控制，广泛应用于数码打印设备、医疗设备等领域。
4. 伺服电机控制系统：主要用于伺服电动机的驱动和控制，广泛应用于机床、印刷设备等领域。
四、结构电机控制系统通常由以下几个部分组成：1. 信号输入模块：负责接收外部信号，如传感器信号、遥控信号等。
2. 控制器：负责对输入的信号进行处理，并输出控制信号，从而实现对电机的控制。
3. 驱动模块：负责将控制器输出的信号转换为电机能够识别的驱动信号，从而实现对电机的驱动。
4. 电机本体：即被控制的电机本身，它根据驱动信号进行相应运动。
五、功能电机控制系统具有以下几个主要功能：1. 调节转速：通过调节电机的供电频率和占空比等参数，实现对电机转速的调节。
2. 调节方向：通过改变电流方向或改变定子绕组相序等方式，实现对电机旋转方向的调节。
3. 控制位置：通过编码器或其他位置检测装置，实时监测并反馈当前位置信息，并通过控制器进行计算和处理，从而实现对运动轨迹和位置的精确控制。
4. 实现特定功能：根据不同的应用场景和需求，电机控制系统还可以实现一些特定的功能，如定位、跟踪、摆动等。
六、结论电机控制系统是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分，它能够实现对电机转速、方向和运动轨迹等参数的调节，从而实现对生产过程的精确控制。
同步电动机控制
⎡u a ⎤ ⎡ r 0 0⎤ ⎡i a ⎤ ⎡ L ⎢u ⎥ = ⎢0 r 0⎥ ⎢i ⎥ + ⎢ M ⎢ b⎥ ⎢ ⎥⎢ b ⎥ ⎢ ⎢u c ⎥ ⎢0 0 r ⎥ ⎢i c ⎥ ⎢ M ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎣ ⎦ ⎣
中点无引线系统：
M L M
M ⎤ ⎡i a ⎤ ⎡e a ⎤ ⎡u 0 ⎤ M ⎥ P ⎢ib ⎥ + ⎢eb ⎥ + ⎢u 0 ⎥ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ L ⎥ ⎢i c ⎥ ⎢e c ⎥ ⎢u 0 ⎥ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
(a) 基本结构 无换向器电机换相原理图
(b) 端电压波形
无换向器电机系统构成
无换向器电机一般用于大容量调速系统，功率开关通 常为大功率晶闸管
转矩控制原理：无换向器电机采用电流源型逆变器供电。以 隐极同步电动机为例，根据定子电流与转子磁场的相互作用， 转矩方程可表达如下：
T = 3 pm Φ f I a sin δ T
idd
Lmd p =− (isd + ie ) Rd + Ldd p Lmq p Rd + Ldq p i sq
idq = −
将上式代入转子磁链方程可得：
ψ e = Lmd
L s Rd + Ldσ s i sd + ( Le − )ie Rd + Ldd s Rd + Ldd s
2 md
相应转矩表达式为：
或
T = 3 p m Lm I f I a sin δ T
转子励磁电流
转子励磁电感
当转子磁通Φ f 和转矩角δT为恒量时，同步电动机类似于直 流电机，转矩和电枢电流 Ia 成比例关系。 对凸极电机也有类似结论成立，只是凸极转矩项会对影响转 矩与电枢电流的线性比例关系，采用转速外环后对转速影响 较小。
简述电机控制系统的功用
电机控制系统的功用1. 简介电机控制系统是指通过控制电机的电流、电压、转速等参数来实现对电机运行状态的监测和控制的系统。
它可用于各种领域，包括工业生产、交通运输、家庭电器等。
电机控制系统的主要功用包括精确控制电机的运行状态、提高电机的效率和可靠性、改善系统的稳定性和安全性等。
2. 精确控制电机的运行状态电机控制系统可以对电机的转速、扭矩、位置等参数进行精确的控制。
通过对电机控制系统的调节，可以使电机按照预定的速度和位置进行运行，以满足工艺要求或用户需求。
例如，在工业生产中，电机控制系统可以控制机械设备的运动轨迹，确保产品的加工质量；在交通运输领域，电机控制系统可以控制电动车辆的加速、刹车和转向等动作，提高车辆的驾驶性能和安全性。
3. 提高电机的效率和可靠性电机控制系统可以优化电机的工作状态，提高电机的效率和可靠性。
通过控制电机的电流、电压和频率等参数，可以有效减少电机的能量损耗和热量损失，提高电机的能效。
同时，电机控制系统还可以监测电机的运行状态，及时检测故障和异常，避免电机因过载、过热等问题而损坏。
在工业生产中，电机控制系统可以对多台电机进行协同控制，以实现能源的高效利用和设备的稳定运行。
4. 改善系统的稳定性和安全性电机控制系统在控制电机运行的过程中，可以自动调节电机的输出功率，以适应不同的负载需求。
通过控制电机的电流和电压，可以实现对电机输出扭矩的精确控制，避免因负载过大或过小而导致的运行不稳定。
另外，电机控制系统还可以实施各种保护措施，如过流保护、过热保护、过载保护等，以确保电机的安全运行。
在交通运输领域，电机控制系统还可以实现车辆的动力分配和稳定控制，提高车辆的行驶稳定性和安全性。
5. 其他功能除了上述主要功能外，电机控制系统还可以具备一些其他的辅助功能，如数据采集和监测、远程控制和调节、故障诊断和记录等。
通过连接传感器和执行器，电机控制系统可以实时采集和监测电机运行的各种参数，如电流、电压、转速、温度等，以便及时掌握电机的运行状态和性能指标。
电机控制系统
电机控制系统简介电机控制系统是一种用于控制电机运行的系统，它通过控制电流、电压或频率等参数来实现电机的运动控制。
电机控制系统在许多领域中被广泛使用，如工业自动化、交通运输和家用电器等。
本文将介绍电机控制系统的基本原理、分类和主要应用。
基本原理电机控制系统的基本原理是通过改变电机的输入参数来控制电机的运动。
电机的输入参数通常包括电流、电压和频率等。
通过改变这些参数，可以改变电机的速度、转矩和位置等。
电机控制系统通常由电机驱动器和控制器两部分组成。
电机驱动器是将电源输入转换为适合电机工作的电流、电压或频率的设备。
它可以根据不同类型的电机和应用需求，选择不同的驱动方式，如直流驱动、交流驱动和伺服驱动等。
控制器是用于控制电机运行的设备，它通常包括信号传感器、信号处理器和执行器等。
信号传感器用于检测电机的状态和运动信息，如速度、转矩和位置等。
信号处理器将传感器的信号转换为控制信号，并对其进行处理和调整。
执行器根据控制信号来调整电机的输入参数，以实现电机的运动控制。
分类根据电机的类型和控制方式的不同，电机控制系统可以分为多种类型。
常见的电机类型包括直流电机、交流电机和步进电机等。
而控制方式则包括开环控制和闭环控制两种。
直流电机控制系统直流电机控制系统是通过改变直流电压、电流和极性等参数来控制直流电机的运动。
直流电机通常由直流电源和直流电机驱动器组成。
直流电机驱动器可以实现电压调速、电流调速和PWM控制等。
交流电机控制系统交流电机控制系统是通过改变交流电压、频率和相位等参数来控制交流电机的运动。
交流电机通常由交流电源、变频器和控制器组成。
变频器可以实现电压调速、频率调速和矢量控制等。
步进电机控制系统步进电机控制系统是通过改变电流和脉冲信号等参数来控制步进电机的运动。
步进电机通常由驱动器和控制器组成。
驱动器可以实现全步进、半步进和微步进等控制方式。
主要应用电机控制系统在许多领域中都有重要的应用。
下面是一些常见的应用示例：工业自动化电机控制系统在工业自动化中被广泛应用。
直流电动机控制系统
（1-1）
Φ
Ke
— 转速（r/min）； — 电枢电压（V）； — 电枢电流（A）； — 电枢回路总电阻（Ω）； — 励磁磁通（Wb）； — 由电机结构决定的电动势常数。
由式（1-1）可以看出，有三种方法调 节电动机的转速： （1）调节电枢供电电压 U。 ） 。 （2）减弱励磁磁通 Φ。 ） （3）改变电枢回路电阻 R。 ） 。
双极式控制方式（续）
（2）反向运行
– 第1阶段，在 0 ≤ t ≤ ton 期间， Ug2 、 Ug3为负， VT2 、 VT3截止， VD1 、 VD4 续流，并钳 位使 VT1 、 VT4截止，电流 –id 沿回路4流通， 电动机M两端电压UAB = +Us ； – 第2阶段，在ton ≤ t ≤ T 期间， Ug2 、 Ug3 为正， VT2 、 VT3导通， Ug1 、 Ug4为负，使VT1 、 VT4保持截止，电流 – id 沿回路3流通，电动 机M两端电压UAB = – Us ；
输出波形
U, i +Us Ud E id O t 0 on -Us T t
U, i +Us
O 0
ton
T t id E Ud
-Us (1) 正向电动运行波形 (2) 反向电动运行波形
输出平均电压
双极式控制可逆PWM变换器的输出平均电压为 ton T − ton 2ton Ud = Us − Us = ( − 1)U s （1-19） T T T 如果占空比和电压系数的定义与不可逆变换器 中相同，则在双极式控制的可逆变换器中 γ = 2ρ – 1 （1-20） 注意：这里 γ 的计算公式与不可逆变换器中的公 式就不一样了。
1. 直流斩波器的基本结构
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结构图
工作原理
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，
双金属片被加热，向上弯曲，直到托扣。
动断（常闭）触点断开。
I
I
7.自动空气断路器（自动控制、保护电器）
自动空气断路器也叫自动开关或空气开关，可实现短 路、过载和失压保护。是常用的多性能低压保护电器。
自动空气断路器的结构形式很多。下面是其一般原理图。
第6章 电动机的继电接触控制系统
继电接触器控制：
对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触 器等控制电器组成的控制电路——这种控制电路称 为继电接触器控制系统。
6.1 常用低压电器 6.2 电动机的继电接触控制环节
6.1 常用低压电器
低压（控制）电器分类：
动作性质
手动电器 自动电器
控制电器 功能 保护电器
可由数层组合而成。 可实现多条线路、不同联接 方式的转换。
常用于机床控制电路的电源开 关，也用于小容量电动机的起 / 停 控制或照明线路的开关控制。
M 3~
用组合开关起停电动机的接线图
3. 按钮(手动切换电器)
按钮常用于控制电路的接通和断开。 按钮的外形图和结构如图所示。
(a) 外形图
(b) 结构
主触点 释放拉簧
脱扣连杆
锁钩连杆
F过
流
脱
扣 器
欠 压
6.1.2 电气原理图的绘制
继电接触控制线路由一些基本控制环节组成。
电工技术中所绘制的控制线路图为原理图， 它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电 气原理。
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。
将电动机接到电源的任意两根线对调一下， 即可使电动机反转。
需要用两个接触器来实现这一要求。 当正转接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任 意两根联线对调一下，电动机反转。
A BC
S FU
KM1
M 3~
KM2
1）电气控制原理图
“联锁”触点
2）工作分析
. . SB
SB1
5. 与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等) 在控 制电路中不画出。
分析和设计控制电路时应注意以下几点：
(1) 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一 个电器的控制电路。
(2) 必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈 串联。
6.2 鼠笼式电动机继电接触控制的基本环节
6.2.1 基本控制环节 1. 点动控制电路 2. 直接起动单向连续运转控制电路 3. 正反转控制电路
1. 点动控制电路
1）接线示意图 2）工作分析
3）电气控制原理图
2. 直接起动单向连续运转控制电路
1)接线示意图
S
FU
SB2 SB1
KM
FR
M 3~
2) 工作分析
①、起动
S
SB2
SB1
FU
KM
FR
Mn
3~
吸合后自锁
②、停止
S
SB1
FU
SB2
KM
FR
Mn
3~
3) 电气控制原理图
S FR
FU
KM2 KM1
通电
.
闭合
. . KM1 SB2
KM1 KM2
缺点： 改变转向时必须 先按停止按 钮。
断电
KM2 断开
在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工 作的控制作用，称为“联锁”。
利用接触器的动断辅助触点实现联锁控制称电气联锁。
控制电路加入机械连锁。
SB
SB1 机械联锁 KM2 KM1
KM1 SB2
FR
KM2
KM1 KM2 电气联锁
利用复 合按钮的触 点实现联锁 控制称机械 联锁。
鼠笼式电动机正反转的控制线路
下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几 处错误，请改正之。
S
FU . . .
SB
SB1 KM1 KM1
KM2
...
FR
SB2 KM2 KM2 KM2
FR
M
正反转控制线路
3~
既能长期工作又能点动的控制电路
SB1
KM
SB2 KM KM
FR
M 3～
4) 短路、过载和欠压保护环节
①、短路保护环节 ——由FU实现
FU
Mn 3~
②、过载保护环节 ——由FR实现
FR Mn 3~
③、欠压（失压）保护环节
——由KM实现
S FU
SB1 KM
FR
Mn
3~
① 短路保护：在电路发生短路事故时要求迅速、 可靠切断电源。采用熔断器 FU来实现短路保护。
②过载保护：为防止三相电动机长期过载运行 超过允许温升而损坏。常采用热继电器FR来实现 过载保护。
③欠压和失压保护：失压(零压)是指电源电压 消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机 可能自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设 备故障。接触器KM就可实现这种保护。
3.电动机正反转的控制电路
按钮开关的符号：
结
1 构
2
符 SB
号
名 常闭按钮 称 (动断按钮)12来自3434
SB
SB
常开按钮 (动合按钮)
复合按钮
按钮帽 复位弹簧 支柱连杆 常闭静触头
动触头 常开静触头 外壳
动作时， 先断后通
4. 熔断器（短路自动保护电器）
作用： 用于低压线路中的短路保护。 形式：
插入式 熔断器
管式熔断器
插入式熔断器
熔体: 符号: FU
熔断器的选择方法：
熔断器额定电流IRN的选择 (1) 电灯、电炉等电阻性负载
IRN > IN
(2) 单台电机
IRN 电动机的起动电流 Ist .
1.5 ~ 2 . 5
频繁起动 IRN （3.5 ~ 4）*电动机的额定电流 IN
(3)多台电动机
IRN Is t m IN
2. 电路由主电路(用粗线画于左方或上方) 和控制电路 (用细线画于右方或下方)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。
4. 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下 的正常状态画出，即按通电前的状态绘制。
6.1.1 常用控制电器
1. 刀开关 (手动控制电器） 1）结构与符号
2）刀开关的功能 主要做电源的隔离开关，也可对7.5KW以下的电
动机实现手动起停控制。
2. 组合开关（又称转换开关） (手动控制电器）
由静触片、动触片 组装在绝 缘盒而成的。
动触点装在转轴上，手柄转 动转轴使动触片与静触片接通与 断开。
2. 5
5. 交流接触器（自动控制电器）
用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。
交流接触器的外形
工作原理
符号
KM 线圈 动合（常开）触点 KM 动断（常闭）触点 KM
6. 热继电器（自动控制、保护电器）
用于电动机的过载保护。
~ 双金属片
动断触点
符号： 发热元件 FR
动断触点 FR
发热元件
杠杆