机电传动控制(第1、2章)机电传动控制的目的与任务
机电传动控制重点内容总结
E Ken TM KmIa
直流他励电动机的机械特性 机械特性的一般形式
n
U
K e
Ra
K e
Ia
n
U
K e
Ra
Ke K M
2
T
固有机械特性
人为机械特性
n
U
K e
第十三章 步进电动机控制系统
步进电动机的结构与工作原理
齿数、相数 通电方式 步距角 主要特性
第十四章 电机的选择
• 电机容量的选择原则 • 电机的发热和冷却 • 不同工作制下电机容量的选择 • 等效功率，力矩的折算 • 电机种类，电压，转速，结构的选择
工作原理
旋转磁场的旋转速度 旋转磁场的旋转方向 转子的旋转速度
三相交流电动机的额定参数
定子绕组的连接方法 额定参数 连接方法的选用
n0
60 f p
S n0 n n0
三相交流电动机的转矩特性
Sm
R2 X 20
n0 nm n0
特点
恒转矩调速特性 恒功率调速特性
直流他励电动机的制动特性 反馈制动产生的原因、制动过程与特点 反接制动产生的原因、制动过程与特点 能耗制动作用与特点
第四章过渡过程
• 过渡过程分析 • 机电时间常数 • 加快过渡过程的方法
第五章 交流电动机的工作原理及特性
三相交流电动机的基本结构和工作原理 基本结构 定子 转子
Ra
Ke K M
2
T
U E Ia Ra
机电传动控制(01)概述
返回
课程的性质和任务
基于常用的拖动方式， 基于常用的拖动方式，机电传动控制系 统需解决如下问题： 统需解决如下问题： 对单台电动机，需解决： ► 对单台电动机，需解决： 1、电动机的启动、停止； 、电动机的启动、停止； 2、电动机的正反转； 、电动机的正反转； 3、电动机的制动； 、电动机的制动； 4、对电力拖动系统的保护。 、对电力拖动系统的保护。
继续
1、成组拖动 、
► 什么是成组拖动 ► 成组拖动的缺点 1、电动机的功率因素低，且传动效率低，能耗高； 、电动机的功率因素低，且传动效率低，能耗高； 2、劳动条件差，易造成事故； 、劳动条件差，易造成事故； 3、一旦电动机发生事故，将造成许多机器停车。 、一旦电动机发生事故，将造成许多机器停车。
课程的性质和任务
基于常用的拖动方式， 基于常用的拖动方式，机电传动控制系 统需解决如下问题： 统需解决如下问题： 对多台电动机，需解决电动机如何协调地工作， ► 对多台电动机，需解决电动机如何协调地工作， 以满足生产工艺的要求，实现生产过程的自动化。 以满足生产工艺的要求，实现生产过程的自动化。 ► 如何通过调整电动机的工作速度来改变机器的 工作速度，以满足机器的工艺要求。 工作速度，以满足机器的工艺要求。
返回
2、单电机拖动 、
► 什么是单电机拖动 ► 单电机拖动的缺点 1、对运动部件较多时，电动机的功率因素较低， 、对运动部件较多时，电动机的功率因素较低， 且传动效率较低，能耗较高； 且传动效率较低，能耗较高； 2、机器的机械结构复杂，传动件多。 、机器的机械结构复杂，传动件多。
机电传动控制(第四版)第1,第2章
10
石家庄铁道学院
对电机的解释：电机不等于电动机 ，它包括变压器 和发电机。
电机是进行能量转换的一种机械，发电机将机械能 转换成电能，电动机将电能转换成机械能，变压器 则是把一种形式的电能转换成另一种形式的电能。 虽然是功能和结构不同，但其工作原理都是建立在 全电流定律、电磁感应定律和电磁力定律等基本的 电磁定律基础上的。
15
石家庄铁道学院
铁磁材料包括铁、钴、镍及其合金（如硅钢
片），其电磁方面的特性简述如下： ①良好的导电性 ②高的导磁性能与磁化曲线的非线性 ③磁滞现象和磁滞损耗 ④涡流损耗
16
石家庄铁道学院
① 良好的导电性 与铜、铝相比，其电阻率较大，但仍是一种较好导电性 能的导电材料。 ② 高的导磁性能与磁化曲线的非线性 实验表明，所有非铁磁材料的导磁系数μ0都接近于空气
22当转速大于当转速大于bb点对应的转速时转速时即在即在bb点上方作一条点上方作一条虚线虚线与这两条曲线有交点与这两条曲线有交点其中其中与负载特性曲线的交点与负载特性曲线的交点位于与电动机特性曲线交点位于与电动机特性曲线交点的右侧的右侧即电动机转矩小于负即电动机转矩小于负载转矩载转矩
石家庄铁道学院
机电传动控制
32
石家庄铁道学院
2.3 生产机械的机械特性
1.恒转矩特性 1)特点:负载转矩为常数; 2)分类:反抗转矩, 位能转矩. 举例:设备的提升机构, 提升机的行走机构, 皮带运输机, 机床进给运动.
n f (TL )
33
石家庄铁道学院
2.恒功率特性 特点:负载转矩与转速成反比, 功率基本不变.
举例:球磨机, 碎石机, 机床的主运动.
7
4.“机电传动控制”课程的性质和任务
(完整版)机电传动控制(第5版)-1
4
8
6V
SB1 SB3 SA2
11
SA1 0
5
79
FR1
FR2
1U 1V1W
2U 2V2W
3U 3V3W
SB2 KM1
103
KM1
3MM～
3MM～
MM
13U～
202
6
10
PE
7.5KW
90W
250W
HL EL KM1 KA2 KA1 QF
1450r/min 3000r/min 1360r/min
3 10 X 6 X 5 X
KM1
11 14 17
31 32
KM5 KM4
103
18
26
19 FR2
HL1 HL2 EL KM1 KT1 KM2 KM3 KM4
3 8 X 12 12 4 X 11 4 X 11 5 X 12
310 X 13 4 X 4 X 5 X
3
445
KM5 KT2 KT3 YA1
5 X 12 1212 12 5 X 14 12 5
PE
4KW
1.5KW
1440r/min 1400r/min
FR2
3U 3V 3W
3MM～3
4U 4V 4W
MM4
31U～
0.75KW 1390r/min
90W 2760r/min
TC 1 FU3 2
3
110V 101 FU4
SB1 FR1 4
SB5
SQ4 SB6 SB7
KT3
KT2
SB4
7 12 20
27 30
SQ5 33
24V
102
201 FU5 6V 202
机电传动控制第五版课后答案--最全版
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科，对于相关专业的学生和从业者来说，掌握这门课程的知识至关重要。
而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。
以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案，希望能对您的学习有所帮助。
第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求，以满足生产的需要，提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统由哪些部分组成？答：机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。
电动机作为动力源，将电能转化为机械能；传动机构用于传递动力和改变运动形式；生产机械是工作对象；控制系统用于控制电动机的运行状态；电源则为整个系统提供电能。
3、机电传动系统的运动方程式是什么？其含义是什么？答：运动方程式为 T M T L ＝J(dω/dt) 。
其中，T M 是电动机产生的电磁转矩，T L 是负载转矩，J 是转动惯量，ω 是角速度，dω/dt 是角加速度。
该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系，当 T M ＞ T L 时，系统加速；当 T M ＜ T L 时，系统减速；当 T M ＝ T L 时，系统以恒定速度运行。
第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响？答：转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。
在机电传动系统中，由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩，转动惯量越大，系统的加速和减速过程就越困难，响应速度越慢。
因此，在设计和分析机电传动系统时，需要考虑转动惯量的影响，以确保系统的性能和稳定性。
2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么？答：多轴传动系统等效为单轴系统的原则是：系统传递的功率不变，等效前后系统的动能相等。
3、如何计算机电传动系统的动态转矩？答：动态转矩 T d ＝ T M T L ，其中 T M 是电动机的电磁转矩，TL 是负载转矩。
机电传动控制课程总结
第三章 电气控制线路分析与设计
（一）主要内容 1、电气控制线路的分析方法。 2、电气控制线路分析举例。 3、电气控制系统设计内容及要求。 4、电气控制系统设计举例。
机械工程学院
（二）教学目的
1、了解电气控制线路的几种分析方法。 2、掌握用查线读图法和逻辑代数法分析电气控制线 路。 3、了解电气控制系统设计的内容及要求。 4、掌握电气控制系统设计的两种常用方法。
机械工程学院
第六章 交直流电机无级调速控制
（一）主要内容 1、交直流电机无级调速的基础知识。 2、交直流电机无级调速系统。 3、变频器原理及应用。
机械工程学院
（二）教学目的
1、了解交直流电机无级调速的基础知识。 2、了解交直流电机无级调速的常见系统。 3、了解变频器原理及应用。
机械工程学院
和同学们说几句话
1、课堂讲授内容是个人对这门前沿技术的理解，纯 属一管之见。希望同学们独立思考，勇于提出不同意见， 勇于实践。
2、工程问题不是数学问题，没有唯一解。一个好的 工程设计，就是抓住了客观事物的主要矛盾，处理好了事 物各要素间的对立统一关系，从而达到了趋利避害的合理 状态 。
机械工程学院
3、“对自己学习的课程不要厌倦，要喜欢它。各门 知识都有艰难和有趣的两面性，开始时难以理解，一旦领 悟，便豁然开朗。忘掉它是学习，而要当成游戏法则，就 会很有兴趣了。”
3、掌握梯形图PLC控制系统设计
（一）主要内容 1、PLC控制系统设计的原则和步骤。 2、PLC的选择。 3、PLC控制系统的设计文件。 4、PLC控制系统设计举例 。
机械工程学院
（二）教学目的
1、了解PLC控制系统设计的原则和步骤。 2、熟悉PLC控制系统的设计文件。 3、掌握简单PLC控制系统设计的方法。
机电传动控制教学课件
机械特性方程
机械特性的硬度
dT Δ T 100%
dn Δ n
（1）绝对硬特性 （2）硬特性>10 （3）软特性<10
二、固有机械特性
在额定条件（额定电压UN和额定磁通 N )下和电枢电路内不外
接任何电阻时的 n=f(T)
即:
n UN
Ra
T
Ke N 9.55(Ke N )2
固有特性的计算方法： (1) 估算电枢电阻Ra
4）Φ≤ΦN，n≥nN
3．5 直流他励电动机的制动特性
1．制动与启动 启动：电动机速度从静止加速到某一稳定转速的一种运动状态；
制动：电动机速度是从某一稳定转速开始减速到停止或是限制 位能负载下降速度的一种运转状态。
2. 制动与自然停车 1）自然停车：电动机脱离电网，靠很小的摩擦阻转矩消耗机 械能使转速慢慢下降，直到转速为零而停车。 2）制动：电动机脱离电网，外加阻力转矩使电动机迅速停车。
2．位能转矩 , 其特点为：
✓转矩大小恒定不变； ✓方向不变
二、离心式通风型机械特性
TL Cn2
其中：C为常数。
三、直线型机械特性 TL Cn
其中：C为常数。
四、恒功率型机械特性
恒功率型机械特性的负载转矩TL的大小与速度n的大小成正比，
即
TL
C n
其中：C为常数
2.4 机电系统稳定运行的条件 一、机电系统稳定运行的含义 1. 系统应能以一定速度匀速运行；
当T的方向与n同向时，符号与n相同；T为 拖动转矩 当T的方向与n反向时，符号与n相反；T为制动转矩
2. TL的符号与性质
当TL的方向与n同向时，符号与n相反；TL为 拖动转矩
当TL的方向与n反向时，符号与n相同；TL为制动转矩
《机电传动控制》课程教学大纲(本科)
机电传动控制Electro-mechanical Driving Control课程编号：03410084学分：2学时：32（其中：讲课学时：26 实验学时：6 上机学时：课外：）先修课程：电工技术、电子技术适用专业：机械设计制造及自动化教材：《机电传动控制》，冯清秀邓星钟，华中科技大学出版社，2011年6月一、课程的性质与任务机电传动控制是机械电子工程、机械设计制造与自动化专业的一门专业基础课程。
通过学习，使学生掌握机械装备的电气传动与控制系统的设计、使用和维护，掌握机电一体化技术所需的强电控制知识，包括电机、传动控制、可编程序控制器、接触器-继电器控制、电力电子技术基础等方面的基础知识，并为学习后续课程垫定基础。
通过实验，使学生了解和掌握机械装备的电气传动和控制系统设计、使用，掌握实验的基本方法和技能，学会使用有关设备和仪器，以及实验数据的处理方法，着重培养学生的实际动手能力及综合运用所学知识分析和解决一般技术问题的能力。
二、课程目标及对毕业要求及其指标点的支撑（一）课程目标课程目标1:能够在充分了解直流电动机、交流电动机和控制电动机工作特性的基础上，选择合适类型的电动机并建立相应的机电控制系统，使之能工作在稳定平衡的工作状态之下，完成对应的控制目标。
课程目标2：能够基于科学原理并采用科学方法，制定电动机性能测试及控制方面的实验方案, 并能对实验数据进行科学的分析和处理。
课程目标3：能够正确认识在充分了解电动机及其控制系统在生产和实际生活中的应用及其对于客观世界和社会的影响，并理解应承担的责任。
（二）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求2、毕业要求4和毕业要求6：1.毕业要求2-2：能够针对机械设计、制造及其自动化领域或系统的复杂工程问题，选择正确、可用的数学模型。
占该指标点达成度的20%；2.毕业要求4-2：能够基于科学原理并采用科学方法对机械零件、结构、装置、系统制定实验方案。
【机电传动控制】机电传动控制1-2
JZ
JM
J1 j2
1
JL jL2
v2 m M2
折算到电机轴上的总飞轮转矩：
GDZ 2
GM DM2
G1D12
/
j12
GL DL2
/
jL2
365
Gv2 nM2
Ek
=
1 2
m
2
机电传动控制
2.2.2 转动惯量和飞轮转矩的折算
当速比较大时，中间传动机构的转动惯量或飞轮转矩
折算后在整个系统中所占比重不大，实际工程中可通过增
+ n
2. 运动方程式
根据动力学定义，旋转运动系统的动力学方程表示为：
MM
T合
J
d
dt
对单轴拖动系统，受到电机输出转矩 TM及负载转矩TL的作用：
T T J d
M
L
dt
系统转动惯量
J mr2 1 mD2 1 GD2
4
4g
+TM
++TTLL
实际中一般用飞轮矩GD2代替转动惯量J，GD2=4gJ；角速度一般用转速 表示，即ω=2πn/60。可得到运动方程式的实用形式:
解:(1)
TL
TLL c M
TL
c j
470.4 34.1N m 0.92 3 5
机电传动控制
解:(2)飞轮惯量的计算
GDZ2
(GDM2
GD12 ) (GD22
GD32 )
1 j12
(GD42
GDL2 )
1 jL2
(294
29.4)
启动时
机电传动与控制
1．1 机电传动控制的目的与任务
控制电动机的系统
机电系统的组成 驱动运动部件的原动机（这里指的是各种电动机）之总称
机电系统完成生产任务的基础
驱动生产机械的电动机和控制电动机的一整套电气系统
1
2
3
4
5
二、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；
3
为了实现制造过程的高效率、高柔性、高质量，研制计算机集成制造系统（CIMS）是人们现在的任务。
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。 一些精密机床要求加工精度百分之几毫米，甚至几微米； 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； 轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械，操作频繁，要求在不到一秒的时间内完成从正转到反转的过程，即要求系统能迅速启动、制动和反向； 对于电梯和提升机，则要求启动和制动平稳，并能准确地停止在给定的位置上； 对于冷、热连轧机以及造纸机的个机架或分部，则要求各机架或各分部的转速保持一定的比例关系进行协调运转； 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。 诸如此类的要求，都要靠电动机及其控制系统数控机床、工业机器人、自动搬运车等组成的统一由中心计算机控制的机械加工自动线，它是实现自动化车间和自动化工厂的重要组成部分。
2
机械制造自动化高级阶段是走向设计、制造一体化，即利用计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM）形成产品设计和制造过程的完整系统，对产品构思和设计直到装配、试验和质量管理这一全过程实现自动化。
机电传动及其控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。机电传动控制的发展可从机电传动和控制系统两方面来讨论。
机电传动第01~03章机电传动控制概述(江苏大学)
根据运动方程式可知，运动系统有两张不同 的运动状态：
1. 稳态（TM=TL时）
Td
Jd0,即d0
dt
dt
为常数，传动系统以恒速运动
2. 动态（TM≠TL时）
TMTL时 ， TdJd d t 0,即 d d t 0， 传 动 系 统 加 速 运 动 TMTL时 ， TdJd d t 0,即 d d t 0， 传 动 系 统 减 速 运 动
TL
a点： TM -TL =0
当负载由TL突然增加到T‘L时，由 于机械惯性，速度n和电动机的输
出转矩不能突变，此时有TMT‘L<0。由拖动系统的运动方程式 可知：系统要减速，即n要下降。
当n下降到n ‘ 时，系统在新的平
衡点a ‘
稳定运行，
T
‘
-
M
T‘L=0
当负载波动消除（ T‘L回到TL ）时，同样由于机械惯性，速 度n和电动机的输出转矩不能突变，此时有T‘M- TL>0。由拖 动系统的运动方程式可知：系统要加速，即n要上升。当n上
闭环控制：经典控制理 论、现代控制理论、自 适应控制、模糊控制、 智能控制
计算机控制技术和现场 总线技术
第二章：机电传动的动力学基础
学习要点：
❖ 机电传动系统的运动方程式； ❖ 多轴传动系统中转矩折算的基本原则和
方法； ❖ 了解几种典型生产机械的负载特性； ❖ 了解机电传动系统稳定运行的条件以及
TL Cn
直线型机械特性
十三、 恒功率型机械特性
如在车床加工过程中， 粗加工时，切削量大， 负载阻力大，开低速； 精加工时，切削量小， 负载阻力小，开高速。 但在不同转速下，切 削功率基本不变。即 呈现恒功率型机械特 性。
机电传动控制-1
1 绪论1.1 机电传动控制的目的和任务机电传动也称电力拖动或电力传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称。
其目的是将电能转变成机械能，实现生产机械的起动/停止和速度调节，以满足生产工艺过程的要求，保证生产过程正常进行。
因此，机电传动控制包括用于拖动生产机械的电动机以及电动机控制系统两大部分。
在现代化生产中，生产机械的先进性和电气自动化程度反映了工业生产发展的水平。
现代化机械设备和生产系统已不再是传统的单纯机械系统，而是机电一体化的综合系统。
机电传动控制已成为现代化机械的重要组成部分。
机电传动控制的任务从狭义上讲，是通过控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用；而从广义上讲，则是使生产机械设备、生产线、车间乃至整个工厂实现自动化。
随着现代化生产的发展，生产机械或生产过程对机电传动控制的要求越来越高。
例如：一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；为了保证加工精度和粗糙度，重型镗床要求在极低的速度下稳定进给，因此要求系统的调速范围很宽；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械操作频繁，要求在不到1s 的时间内就能完成正反转切换，因此要求系统能够快速起动、制动和换向；对于电梯等提升机构，要求起停平稳，并能够准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机或造纸机，要求各机架或各部分之间保持一定的转速关系，以便协调运转；为了提高效率，要求对由数台或数十台设备组成的自动生产线实行统一控制和管理。
上述这些要求都要依靠机电传动控制来实现。
随着计算机技术、微电子技术、自动控制理论、精密测量技术、电动机和电器制造业及自动化元件的发展，机电传动控制正在不断创新与发展，如直流或交流无级调速控制系统取代了复杂笨重的变速箱系统，简化了生产机械的结构，使生产机械向性能优良、运行可靠、体积小、重量轻、自动化方向发展。
因此，在现代化生产中，机电传动控制具有极其重要的地位。
机电传动与控制教案1
机电传动与控制教案1《机电传动控制》课程教案西南科技大学制造学院先进制造技术教研室马有良任同2005年10月《机电传动控制》课程教案机电传动控制》MachineElectricityTranmiionandControl本科课程名称授课专业教材名称参考书课程性质先修课程课程目的和任务机电传动控制机制英文名称层次授课教师考核方式马有良闭卷考试《机电传动控制》邓星钟，华中科技大学出版社，2001年3版1、《机床电气控制技术》齐占庆2、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟专业基础课教学总时数48实践学时4题。
教学基本要求课程内容课程内容简介实践环节教学方法：《机电传动控制》课程教案机电传动控制》章节名称课型专业基础课第1章概述1备注第一讲教学目的及要求教学时数1、了解机电传动的目的和任务；2、机电传动及其控制系统的发展概况；教学主要内容第1章概述时间分配1.1了解课程的性质和任务对本课程的基本要求；学好本课程的方法；1.2课程的内容安徘1.3机电传动的目的和任务；机电传动的目的；机电传动的任务；1.4机电传动及其控制系统的发展概况机电传动的发展概况控制系统的发展概况8分钟10分钟5分钟5分钟9分钟5分钟3分钟45分钟教学重点教学难点机电传动的目的和任务●理解机电传动控制的意义。
●解决方法：1启发学生理解现代机电传动与电力拖动的区别。
1.机电传动的目的是什么？2.为什么我们把几门课程综合在一起？3.我们如何完成生产工艺过程的要求，从而保证生产过程的正常进行？了解有关概念的英文名称1、教学媒体：计算机多媒体投影系统2、老师讲解3、黑板指示1、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟马有良职称副教授授课时间200年月日启发提问启发提问《机电传动控制》课程教案机电传动控制》章节名称课型第2章专业基础课机电传动系统的动力学基础备注第一、第一、二讲教学目的及要求3教学时数1、掌握机电传动系统的运动方程式；2、掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法；3、了解几种典型生产机械的机械特性；4、掌握机电传动系统稳定运行的条件；教学主要内容时间分配20分钟25分钟15分钟20分钟转矩的性质？2、请注意机电传动系统的稳定运行包含拿两重含义。
机电传动控制1-3
[ J ] J M J 2 / j2 J 3 / j3 m j (
2 2 j 1
n
vj
M
)
2
忽略中间传动机构的转动惯量 2 [ J ] J M J L / jL
2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
3. 飞轮转矩的折算 依据转动惯量与飞轮转矩的关系，得到折 算到电机轴上的总的飞轮转矩为：
串励：励磁绕组与电枢绕组串联
复励：一部分并联，一部分串联
3.3 他励直流电动机的机械特性
电压平衡方程：
U E I a Ra E K e n Ra U n Ia K e K e
I a T /( K t )
直流电动机机械特 性的一般表达式
Ra U n T n0 n 2 K e K e K t
第三章 直流电机的工作原理及特性 本 章 重 点： 掌握直流电机的工作原理； 掌握直流电机的机械特性；
掌握直流电机启动、调速、制动的
方法。
3.1 直流电机的基本结构和工作原理
直 流 电 机
交 流 电 机
3.1 直流电机的基本结构和工作原理
1. 基本结构
定子： 主磁极、换向极、 机座、轴承、电刷
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
由机电传动系统的运动方程式：
TM TL GD 2 dn 375 dt
知，系统的运动状态取决于电动机与生产机械双 方．为了使系统运行合理．就要使电动机的机械持 性与生产机械的机械特性尽量相配合。特性配合好 的一个起码要求是系统要能稳定运行。
动画
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
讨论： a点：当TL突然增大到TL’时， 因速度不能突变，电机转 矩仍 为 TM ，此时 ，TM<TL’ n减小，TM增大，直到与TL’ 相等，运行于a’点。 当干扰撤销后，TM’>TL, n 增大，TM’减小，直到与TL 相等，即在a点稳定运行。
机电传动控制教案
机电传动控制教案第一章：机电传动控制概述1.1 教学目标让学生了解机电传动控制的基本概念。
让学生理解机电传动控制系统的组成和作用。
让学生掌握机电传动控制的基本原理。
1.2 教学内容机电传动控制的概念机电传动控制系统的组成机电传动控制的特点和应用机电传动控制的基本原理1.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。
1.4 教学评估通过课堂提问和小组讨论评估学生对机电传动控制概念的理解。
通过课后作业评估学生对机电传动控制系统的组成的掌握。
第二章：机电传动控制系统的组成2.1 教学目标让学生了解机电传动控制系统中各个组成部分的功能。
让学生掌握机电传动控制系统中各个组件的连接和调试方法。
2.2 教学内容机电传动控制系统的组成部分各个组件的功能和特点组件的连接和调试方法2.3 教学方法通过实物展示和讲解相结合的方式进行教学。
安排学生进行实际操作，加深对组件连接和调试方法的理解。
2.4 教学评估通过课堂提问评估学生对机电传动控制系统组成成分的理解。
通过实际操作评估学生对组件连接和调试方法的掌握程度。
第三章：机电传动控制的基本原理3.1 教学目标让学生理解机电传动控制的基本原理。
让学生掌握机电传动控制系统的运行机制。
3.2 教学内容机电传动控制的基本原理机电传动控制系统的运行机制3.3 教学方法通过讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。
3.4 教学评估通过课堂提问评估学生对机电传动控制基本原理的理解。
通过课后作业评估学生对机电传动控制系统运行机制的掌握。
第四章：机电传动控制系统的应用4.1 教学目标让学生了解机电传动控制系统在实际工程中的应用。
让学生掌握机电传动控制系统的选型和设计方法。
4.2 教学内容机电传动控制系统在实际工程中的应用案例机电传动控制系统的选型和设计方法4.3 教学方法通过案例分析相结合的方式进行教学。
通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。
机电传动控制】第一章 绪论
• 3.程宪平主编.机电传动与控制(第二版).武汉: 华中科技大学出版社.2003年9月.
• 4.魏炳贵主编.电力拖动基础.北京:机械工业 出版社.2000年8月.
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。
诸如此类的要求，都要靠电动机及其控 制系统来实现。
1.2 机电传动控制的发展概况
机电传动及其控制系统总是随着社会生产 的发展而发展的。机电传动控制的发展可从机 电传动和控制系统两方面来讨论。 一、机电传动的发展
成组拖动——一台电动机拖动一根天轴（或 地轴），然后再由天轴（或地轴）通过皮带轮 和皮带分别拖动多台生产机械。
2）课程学习任务 掌握继电器-接触器控制系统的工作原理和
元件选择, 掌握PLC的编程方法与应用, 掌握闭环控制系统的工作原理与性能及其应
用场所. 了解电力拖动的一般知识, 了解最新电气控制技术在生产机械上的应用.
阅读书目:
• 1.齐占庆主编.机床电气控制技术(第三版).北 京:机械工业出版社.2004年6月.
机械制造自动化高级阶段是走向设计、 制造一体化，即利用计算机辅助设计（CAD） 与计算机辅助制造（CAM）形成产品设计和 制造过程的完整系统，对产品构思和设计直 到装配、试验和质量管理这一全过程实现自 动化。
柔性制造系统（FMS） —由数控机床、 工业机器人、自动搬运车等组成的统一由中 心计算机控制的机械加工自动线，它是实现 自动化车间和自动化工厂的重要组成部分。
三、机电传动控制的目的
从广义上讲，机电传动控制的目的就是 要使生产设备、生产线、车间乃至整个工厂 都实现自动化。
从狭义上讲，则指控制电动机驱动生产机 械，实现生产产品数量的增加（效率）、质量 的提高（精度）、生产成本的降低、工人劳动 条件的改善以及能量的合理利用等。
机电传动控制PPT(冯清秀)总结综述
第四章 交流电动机的工作原理及特性
三相交流电动机的基本结构和工作原理 基本结构
定子 转子
工作原理 旋转磁场的旋转速度 旋转磁场的旋转方向 转子的旋转速度 三相交流电动机的额定参数 定子绕组的连接方法 额定参数 连接方法的选用
60 f n0 p
n0 n S n0
Ra U n T 2 K e K e K M
固有机械特性 人为机械特性 Ra U n T 2 K e K e K M
U E I a Ra
E K en TM K mI a
P T 9.55 n
P
直流他励电动机的启动特性
电动机固有的启动特性
启动电流大 启动转矩大 启动方法 电枢串电阻启动的方法 启动电阻的选择 直流他励电动机的调速特性 调速方法 特点 电枢串电阻 恒转矩调速特性 电枢外加电压 恒功率调速特性 励磁磁通
直流他励电动机的制动特性
反馈制动产生的原因、制动过程与特点 反接制动产生的原因、制动过程与特点 能耗制动作用与特点
第六章 可编程控制器原理与应用
基本结构与工作原理 基本组成与各部分的作用 内部元件的作用与使用 扫描工作方式与扫描周期 基本指令 程序的表达方式与相互间的转换 基本指令的意义与使用 简单应用程用系统的硬件、软件设计
第七章 电力电子学-晶闸管及其基本电路
第八章 直流传动控制系统
调速系统的性能指标 静态指标 动态指标 调速系统的主要任务 转速负反馈调速系统 系统的组成及各部分的作用 调速的实现 稳速的实现 闭环系统和开环系统的性能比较 电压负反馈、电流正反馈系统 系统的组成及各部分的作用 实现转速负反馈特性的途径
- 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、"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、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)。
三、机电传动控制的目的 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。 四、机电传动控制的任务 从广义上讲，机电传动控制的目的就是要使生产设备、生产 线、车间乃至整个工厂都实现自动化。 从狭义上讲，则指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数 量的增加（效率）、质量的提高（精度）、生产成本的降低、工人 劳动条件的改善以及能量的合理利用等。
1．反抗转矩：又称摩擦性转矩，其特点如下：
转矩大小恒定不变； 恒与n反向。
2．位能转矩 , 其特点为：
转矩大小恒定不变；
方向不变
二、离心式通风型机械特性
TL Cn
2
其中：C为常数。
三、直线型机械特性
TL Cn
其中：C为常数。
四、恒功率型机械特性 恒功率型机械特性的负载转矩TL的大小与速度n的大小成反比， C 即 TL 其中：C为常数 n
1.2 机电传动控制的发展
一、机电传动的发展 成组拖动：一台电机拖动多台设备
单电机拖动：一台电机拖动一台设备
多电机拖动：多台电机拖动一台设备
二．机电传动控制系统的发展
1．继电器—接触器控制:开关量的逻辑控制
2．电机放大机控制：模拟量的闭环连续控制 3．大功率晶体管和晶闸管控制：特性好、反应快、高可靠、 体积小、重量轻 4．计算机数字控制（CNC）：晶闸管（电力电子技术）、 微电子技术、计算机有机结合
转距方向
二、运动方程式
d T TL J dt
……运动方程式
GD T T 375
2 Nm L Nm
N m 2
d nr / min d s t
T TL Td
……转矩平衡方程式
三、传动系统的状态
1.稳态（T TL时） : d
Td J dt
机 电 传 动 控 制
第一章
概
述
1．1 机电传动控制的目的与任务
一、机电传动系统的定义 机电传动是以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称。 机电传动系统包括： 1. 拖动生产机械的电动机 2. 控制电动机的控制系统
二、机电系统的组成
驱动运动部件的原动机 （这里指的是各种电动机） 之总称
机电系统完成生 产任务的基础 控制电动机的系统 驱动生产机械的电 动机和控制电动机 的一整套电气系统
c nr / min
3.对直线运动（下降）： TL
9.55 c F N vm / s nr / min
2．3 生产机械的机械特性 在同一轴上，负载转矩和转速之间的函数关系，称为生产机 械的机械特性。 一、恒转矩型机械特性
恒转矩型机械特性根据其特点可分为反抗转矩和位能转矩两种。 分别如图所示：
例：如图所示电动机拖动重物上升和下降。 设重物上升时速度n的符号为正，下降时n的符号为负。
2．2 多轴拖动系统的简化
一、多轴拖动系统的组成
二、负载转矩的折算 ---按功率守恒的原则 1.对旋转运动：
TL
cM
TL L
'
c j
TL
'
2.对直线运动（上升）：TL 9.55F N vm / s
2.4 机电系统稳定运行的条件 一、机电系统稳定运行的含义 1. 系统应能以一定速度匀速运行； 2. 系统受某种外部干扰（如电压波动、负载转矩波动等）使运 行速度发生变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行
速度。
二、机电系统稳定运行的条件
1. 必要条件
电动机的输出转矩T和负载转矩TL大小相等，方向相反。 n=f(T)和n=f(TL)必须有交点，交点被称为平衡点。
2.7 如图所示，电动机转速nM＝950r／min，齿轮减速箱的传动 比j1= j2=4，卷简直径D=0.24m， 滑轮的减速比j3=2，起重负荷力 F=100N，电动机的飞轮转矩GDM2=1.05N· 2，齿轮、滑轮和卷筒 m 总的传动效率为0.83。试求提升速度v和折算到电动机轴上的静态转 矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GDZ2
四、T、TL 、n的参考方向 以n （或ω ）的转动方向为参考来确定转矩的正负。
拖动转距促进运动；制动转距阻碍运动。 1. T的符号与性质 当T的方向与n同向时，符号与n相同；T为 拖动转矩 当T的方向与n反向时，符号与n相反；T为制动转矩 2. TL的符号与性质 当TL的方向与n同向时，符号与n相反；TL为 拖动转矩 当TL的方向与n反向时，符号与n相同；TL为制动转矩
0 ，ω为常数，传动系统以恒速运动。
T =TL时传动系统处于恒速运动的这种状态被称为稳态。
2.动态（T TL时）：
d 传动系统加速运动。 T TL时： Td J 0 dt 传动系统减速运动。 T TL时： Td J d 0, dt T TL 时传动系统处于加速或减速运动的这种状态被称为动态。
第二章 机电传动系统的运动学基础
单轴机电传动系统的运动方程式；
多轴传动系统中转矩折算的基本原则和方法； 了解几种典型生产机械的负载特性； 了解机电传动系统稳定运行的条件以及学会分析实际 系统的稳定性。
2.1 单轴拖动系统的运动方程式
一、单轴拖动系统的组成
电动机
电动机的驱动对象
联轴器
系统结构图
2. 充分条件 系统受到干扰后，要具有恢复到原平衡状态的能力，即：
当干扰使速度上升时，有 T<TL ；
当干扰使速度下降时，有T>TL 。这是稳定运行的充分条件。
符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
分析举例1
异步电动机 的机械特性
交点a
生产机械 的机械特 性
分析举例2，曲线1为异步电动机的机械特性，曲线2为异步电
动机拖动的生产机械的机械特性。
异步电动机 的机械特性
生产机械的 机械特性
n
TL
TL’
2.3 试列出以下几种情况下(见题图2.3)系统的运动方程式，并针 对各系统说明： 1） TM、TL的性质和符号并代入运动方程 2） 运动状态是加速、减速还是匀速？
2.6 如图2.3(a)所示，电动机轴上的转动惯量TM=2.5kg· 2，转速 m nM＝900r／min；中间传动轴的转动惯量J1=2kg· 2，转速n1＝300r m ／min；生产机械轴的转动惯量JL＝16kg· 2，转速nL=60r／min。 m 试求折算到电动机轴上的等效转动惯量。
2.10 在题2.10图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性， 试判定那些是系统的稳定平衡点？那些不是？