电动机转矩转速控制机电控制培训课件PPT(共 78张)

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《电机控制》PPT课件(2024版)

整理ppt
18
4.实验参考程序
/**************************************************************************
* 控制步进电机快速前进200步，降低速度再前进50步，再次降低速度前进5步，然后停止。
* 停止一段时间后，控制步进电机以相反的步调退回原地。
int
main (void)
{
uint32 i;
uint8 Direction=0,Speed=3;
PINSEL1 = PINSEL1 & 0x0FFFFFFF;
// 设置P0.30为GPIO功能，输入
IO0DIR = IO0DIR & 0xBFFFFFFF;
// 设置P0.21为PWM功能，通过控制PWM的占空比从而控制直流电机的速度
U
U
效t
t
8
1．PWM（Pulse Width Modulation）脉冲调宽式
一个PWM周期
20％占空比一个PWM周期
50％占空比
2．PFM（Pulse Frequency Modulation）脉冲调频式
1个脉冲
25％占空比 2个脉冲
50％占空比
整理ppt
9
1.2 控制电路--驱动部分
PINSEL1 = PINSEL1 | 0x00000400;
//设置P1.21为GPIO，输出。通过控制P1.21的电平从而控制直流电机的方向
IO1DIR = IO1DIR | (1<<21);
ZLDJ_SET(Direction,Speed);
//电机以最快速度正转
while(1)

《机电传动控制》PPT课件

都要靠电动机及其控制系统来实现。
机电传动控制的任务
一、机电传动的特点
• 5、机电传动系统构成：
电动机。产生原动力生产机械。拖动对象传动机构。传递机械能电气控制设备。控制电动机运转电源。对电动机和电气控制设备供电
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
电源
自控设备
电动机
传动机构
的需要。
电动机
二、机电传动系统发展概况
• 1、传动方式经历了三个阶段：
成组拖动单机拖动多电机拖动
二、机电传动系统发展概况
传动方式成组拖动：一台电动机带动一根天轴，再由天轴
通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。特点：效率低，故障影响广。
单机拖动：一台电动机拖动一个机械。特点：如
一机电传动系统的动力学方程
电动机（M）
TL
生产机械
TM
MM
+TL
单轴拖动系统
一机电传动系统的动力学方程
• 单轴(单级)机电传动系统的运动方程
• 由牛顿第二定律
TM
TL

J
d
dt
(1.1)
J m 2 mD2 / 4
G mg TM----电动机转矩
GD2 J
4g
(1.2)
TL----负载转矩 GD2---飞轮矩
2 n
60
(1.3)
TM
TL

GD2 375
dn dt
(1.4)
n-----转速
t-----时间 ω 为角速度
375 4g 60
2
单位 :
米秒分
• GD2=4J
• GD2是一个整体，不是G与D2 的乘积， GD2 由产品样本或机械手册上查出。 GD2 中的 D 为回转直径，不是实际直径。

电动机及其控制ppt课件

停止过程：按下停止按钮SB2，接触器KM线圈断电，与SBl并联的KM的辅助常开触点断开，以保证松开按钮SB2后KM线圈持续失电，串联在电动机回路中的KM的主触点持续断开，电动机停转。
精选课件ppt
50
与SBl并联的KM的辅助常开触点的这种作用称为自锁。
图示控制电路还可实现短路保护、过载保护和零压保护。
起短路保护的是串接在主电路中的熔断器FU。一旦电路发生短路故障，熔体立即熔断，电动机立即停转。
精选课件ppt
51
起过载保护的是热继电器FR。当过载时，热继电器的发热元件发热，将其常闭触点断开，使接触器KM线圈断电，串联在电动机回路中的KM的主触点断开，电动机停转。同时KM辅助触点也断开，解除自锁。故障排除后若要重新起动，需按下FR的复位按钮，使FR的常闭触点复位（闭合）即可。
4. 旋转磁场的转速n0 (转/每分）
n1
60 f1 p
电源频率电动机的磁极对数
p
1
2
3
4
n (转/每分) 3000
1500
1000
750
精选课件ppt
11
三相异步电动机的运转原理
感应电动势 (电流)
转子 f
N
磁场转
速n1
定子
U1 磁场转速n1
V2
+
•
•
n
•
W2
•
f
转子
+
转子
转速n
+
W1
++
+
螺旋式熔断器
熔断器底座
圆筒形熔断器
高压熔断器
精选课件ppt
31
4.1.4 交流接触器

电动机转矩转速控制71页PPT

60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞罗
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。 ——刘向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好的教师是幸福，不如说好的教师是不幸。 ——海贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦。——规，就是极端的不公。 ——西塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们就不再配享受自由了。—— 毕达哥拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的利益，而是为了公共的利益；一部分靠有害的强制，一部分靠榜样的效力。 ——格老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话，那么法律作为一件无用之物自己就会消灭。— —洛克
谢谢！

机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训

物料计量、横封装置、供送物流系统、数控机床
等。
机电பைடு நூலகம்动控制培训课件-第5章控制电机培训
18
机电传动控制培训课件• 一、结构和原理
无刷直流电动机（BDCM）定子电流为方波
永磁同步电动机（PMSM）定子电流为正弦波
机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训
19
机电传动控制培训课件• 二、无刷直流电动机
之间实际步距和理想步距的最大差值。最大累计误差：旋转一周内从任意位置
开始经过任意步之后，角位移误差的最大值。
机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训
11
机电传动控制培训课件五、步进电动机的应用
• 电子钟表、工业机器手、包装机械、回转工作台、数控机床等需要控制和定位的场合。
机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训
机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训
旋转变压器或光电编码器
26
机电传动控制培训课件5.4 力矩电动机 • 一、结构（LY）
1、定子 2、电枢 3、刷架
扁平状：长度和径向之比为0.2左右
5.19
机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训
27
机电传动控制培训课件• 二、转矩大，转速低
• 1.转矩大的原因
机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训
29
机电传动控制培训课件-
5.5 直线电动机
•
异步、直流和步进三种
• 一、结构
定子动子
5.20
机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训
30
机电传动控制培训课件-
5.21
机电传动控制培训课件-第5章控制电机培训
31

电动机培训课件

Biblioteka 动机的常见故障类型电源故障
电源电压异常、缺相或断相
机械故障
轴承磨损、转子扫膛、铁心松动等
电磁故障
电流过大、电磁噪声、振动等
通风散热故障
电机过热、通风不畅、清洁不佳等
故障排除方法和步骤
电源故障排查
机械故障排查
检查电源线路、接头和熔断器，测量电源电压和电流
检查轴承、转子和定子铁心等部件的紧固和磨损情况
05
电动机未来发展趋势
高性能电动机的发展趋势
高速、高功率及高可靠性
随着技术的发展，高性能电动机在材料、设计、制造工艺等方面不断取得突破，以满足更高的转速、更大的功率以及更严格的可靠性要求。
智能化和网络化
智能化和网络化技术广泛应用于电动机控制和监测，使得电动机具备更强的数据处理和信息交换能力，提高运行效率和可靠性。
。
高效异步电动机
采用新型导磁材料和转子结构，以提高电动机的效率和可靠性，具有成本低、维护方便等特点。
绕组式电动机
利用绕组式转子结构来提高电动机的效率和扭矩，具有高扭矩、低噪音等特点。
节能电动机的能效标准和选用
能效标准
国家制定了电动机能效等级标准，选用时应根据实际需要选择合适的能效等级。
选用要点
根据实际应用场景和负载特性，选择合适的电动机型号和规格，以确保在满足使用要求的同时达到节能减排的效果。
节能电动机的安装和使用
安装要点
在安装电动机时，应确保电动机固定稳固，通风良好，同时按照厂家要求进行接线和维护。
使用要点
在使用电动机时，应严格按照操作规程进行，避免超载、过热和短路等情况，同时做好设备的维护和保养工作。
航空航天领域

《机电控制技术》图文课件-第二章

2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录上一页下一页
第二章直流电动机
2.自励直流电动机自励直流电动机可分为并励直流电动机、串励直流电动机和复励直流电动机。
1）并励直流电动机并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组并联, 其接线方式如图2-6所示。
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录上一页下一页
第二章直流电动机
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录上一页下一页
第二章直流电动机
1.定子部分
1）机座
机座既可以固定主磁极、换向极、端盖等部件, 又是直流电动机磁路的一部分（磁轭）。机座一般用铸钢或厚钢板焊接而成, 具有良好的导磁性能和机械强度。
2）主磁极 3）换向极
2024年7月10日星期三
第二章直流电动机
2）串励直流电动机 3）复励直流电动机
串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联后, 接在直流电源上, 其接线方式如图2-7所示。
复励直流电动机有并励和串励两个励磁绕组, 其接线方式如图2-8所示。
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录上一页下一页
第二章直流电动机
2.2.2 直流电动机的铭牌参数直流电动机的铭牌参数主要包含以下几项：
机电控制技术
目录上一页下一页
第二章直流电动机
4）电刷装置
电刷装置与换向器配合可以把转动的电枢绕组电路和外电路连接并把电枢绕组中的交流量转变为电刷端的直流电。电刷的个数一般等于主磁极的个数。如图2-2 所示为直流电动机的电刷装置。
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录上一页下一页

《直接转矩控制》课件

工业机械
交通运输
直接转矩控制被广泛应用于工业机械，包括机床、风机和泵等，以提供高效、稳定和精确的运动控制。
直接转矩控制在电动汽车和混合动力汽车的电机控制系统中发挥着重要作用，提高了车辆的动力性能和能效。
直接转矩控制的优势和局限性
1 优势
2 局限性
直接转矩控制具有高精度、快速响应和高效节能等优势，适用于对电机转矩要求较高的应用。
《直接转矩控制》PPT课件
本PPT课件将深入探讨直接转矩控制（DTC）的定义、原理和应用，并展望其未来的发展方向。让我们一起开始本次精彩的分享吧！
直接转矩控制的定义和原理
直接转矩控制是一种用于电机控制的高级技术，通过直接测量和控制电机转矩来实现精确控制。它基于先进的算法和控制策略，提供了高效、灵活和精确的电机性能。
可靠性提高
改进控制算法、优化系统设计和增强故障检测能力，提高直接转矩控制的系统可使直接转矩控制能够适应不同的工况和工作环境。
总结和要点
直接转矩控制是一种用于电机控制的高级技术，具有高精度、快速响应和高效节能等特点。它在工业机械、交通运输和可再生能源等领域的应用广泛，未来的发展方向包括降低成本、提高可靠性和增强适应性。
概念
直接转矩控制通过直接测量和控制电机转矩，而不需要通过中间变量，实现了对电机的高精度控制。
原理
直接转矩控制基于对电机状态进行实时监测和调节，通过将制动转矩与电机转矩进行比较，并根据误差调节开关器和逆变器的状态，实现电机输出转矩的精确控制。
直接转矩控制的系统框图
直接转矩控制的系统框图展示了各个主要组成部分之间的关系和交互作用。它包括传感器、控制器、开关器和逆变器等元件，并通过信号传递和处理实现对电机的转矩控制。

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。

电动机培训PPT课件

W 户外
4-磁极数
鼠笼式电动机的简介
下图是一台三相鼠笼式异步电动机的结构图。它主要由定子和转子两大部分组成，定转子中间是空气隙。此外，还有端盖、轴承、机座、风扇、风罩等部件。
鼠笼式电动机的简介
鼠笼型异步电动机主要部件拆分图
1、拆卸异步电动机
①拆卸电动机之前，必须拆除电动机与外部电气连接的连线，并做好相位标记。
电动机的小修、大修
一、电动机小修内容（维修电机时，必须确保在无电
的状态下进行）
1）清擦电动机，清除机壳外部尘垢，测量绝缘电阻（一般不小于2MΩ)。 2）检查和清擦电动机接线端子：检查接线盒接线螺栓(母)是否松动，拧紧螺母，必要时更换。 3）检查各固定部分螺栓(母)和接地线:检查接地螺栓(母) ，检查端盖、轴承内外盖紧固螺栓，检查接地线连接及安装情况。 4）检查轴承：拆下轴承盖，检查轴承润滑脂是否变脏、干涸，缺少时须适量补充或清洗轴承重新添加油脂，检查轴承是否有杂声，必要时更换。
②拆卸步骤：带轮或联轴器 → 前轴承外盖 → 前端盖 → 风罩 → 风扇 → 后轴承外盖 → 后端盖 → 抽出转子 → 前轴承 → 前轴承内盖 → 后轴承 → 后轴承内盖 ③皮带轮或联轴器的拆卸：拆卸前，先在皮带轮或联轴器的轴伸端作好定位标记，用专用位具将皮带轮或联轴器慢慢位出。拉时要注意皮带轮或联轴器受力情况务必使合力沿轴线方向，拉具项端不得损坏转子轴端中心孔。 ④拆卸端盖、抽转子：拆卸前，先在机壳与端盖的接缝处作好标记以便复位。均匀拆除轴承盖及端盖螺栓拿下轴承盖，再用两个螺栓旋于端盖上两个项丝孔中，两螺栓均匀用力向里转将端盖拿下。对于小型电动机抽出转子是靠人工进行的，为防手滑或用力不均碰伤绕组，应用纸板垫在绕组端部进行。 ⑤轴承的拆卸、清洗：拆卸轴承应先用适宜的专用拉具。拉力应着力于轴承内圈，不能拉外圈，拉具顶端不得损坏转子轴端中心孔。在轴承拆卸前，应将轴承用清洗剂洗干净，检查它是否损坏，有无必要更换。

第3章__电动机转矩转速控制_1_概要

2

2
L2 I 2
§3.1.5
电动机的一般数学模型
电压平衡方程：任一回路的外加电压等于回路电阻上的压降与感应电动势之和。
j dik j u j rji j ( , j ) , k 1 ik dt
n
j 1,
,n
转矩平衡方程：电磁转矩减去负载阻转矩后的剩余转矩用于加速电动机轴上的惯性负载。
E1 U1 4.44 f1 N1Φm
R1
i2 e2
R2
E1 U1 4.44 f1 N1Φm
同理可得：
u1
i1
e1
E2 4.44 f 2 N2Φm
f 2 ：转子感应电动势的频率 N 2 ：转子线圈匝数 f2
取决于转子和旋转磁场的相对速度
f 2 sf1
转子电流
R1
i2 e2
R2
电磁转矩
2 L0 N1 N 2i1i2 , ' Wm Tm 2 L0 N1 N 2i1i2 , 0 0
§3.1.3
变磁组电动机
L L0 L2 cos2
Li ( L0 L2 cos2 )i
1 W Li di ( L0 L2 cos 2 )i 0 2
Tem作用于电磁回路
的电磁转矩
机械端点对的一对独立变量（Tem , )
为电磁转矩作用下的
机械节点的角位移
（i, ) 若取 (i, ) 为独立变量，则磁链可表示为 =
设电动机是由n个导体回路组成的系统，该系统的 ' 磁场同等能量Wm 可表示为
W (i, ) (i1,
' m ik k 1 0

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2019/9/1
8
n
W m k(i1,i2, ,ik10, ,)dik k1
T m W m i c o n s t k n 1 k ( i1 ,i2 , ,ik 1 0 , ,) d ik
j M 1 j i 1 M 2 j i 2 L j i j M ( j 1 ) j i j 1 M n j i n
互感电动势自感电动势速度电动势
（反电动势）
2019/9/1
11
能量守恒方程
dW m diTmd
旋转一周后状态复原
d W md iT m d 0 diTmd
2019/9/1
12
转矩与电压平衡方程
uj rjij ej
d dt
(J)
Tm
Td

1 Ra Tas 1
Ia (s)
Kt
Td (s) 1 Js
(s)
Ke
设
KiGi(s)

Ki(is1) is
并令 i T a
2019/9/1
27
U i(s)
K i ( i s 1) is

1 Ra Tas 1
Ia (s)
Kt
Td (s) 1 Js
机电控制工程
第三章电动机转矩转速控制
2019/9/1
1
概述
内容
– 旋转电动机基本原理 – 直流电动机的原理及控制 – 直流无刷电动机的控制 – 永磁同步电动机的控制 – 交流感应电动机的控制
2019/9/1
2
第一节旋转电动机基本原理
电磁场耦合模型
r
Td ω
电系
ui
统
耦合 e 电磁场 Tem x

L1i1 M12i2 L2i2 M12i1
磁场能量

L1i1d i1 L 2 i2 d i2

M 12i2 d i1 M 12i1d i2
7
i1 e1
i2 e2
W m 1 ( i 1 ,i 2 0 ,) d i 1 2 ( i 1 ,i 2 ,) d i 2 i1≠0，互感项 n W m k(i1,i2, ,ik10, ,)dik k1
2019/9/1
23
(t)
2019/9/1
t
24
第三节直流电动机驱动电路
自学
2019/9/1
25
第四节直流电动机转矩转速控制
直流电动机转速（转矩）控制的一般形式
给定速度
速度控制器
电流反馈
电流控制器
功放
M
2019/9/1
速度环
速度反馈
电流环
G
26
电流环
U i(s)
U a(s) K iGi (s)
Ke
2019/9/1
22
(s)JL s2JR K a ts K tK e U a(s)L sK tR aT d(s) 令Ta RLa,TmKJeRKat
(s)T m T as1 2 K T em s 1 U a(s)(T asK t1 )R aT d(s)
Ni → H → B（μH）
磁动势磁场强度磁通密度
→Φ
（SB）
磁通
→Ψ
（ Φ N）
磁链
Ni Rm
N 2i Rm
Li 5
i e
2019/9/1
UI 功率
UIdt 能量
Udt d
id Wm di Wm
6
i1 e1
2019/9/1
i2 e2
12
2019/9/1
Tm Tb1
Tb2
ua1
Tb3
ua2 ua3
ω03
ω ω02 ω01
ω
Td＝0 Td1 Td2
ua1
ua2
ua
20
动态特性

u
a

Ra ia

L
dia dt

K e

J
d
dt

K tia
Td
(LsRa)Ia(s)Ua(s)Ke(s) Js(s)KtIa(s)Td(s)
2019/9/1Байду номын сангаас
13
第二节直流电动机原理和特性
工作原理 S
ϴ
N
2019/9/1
Liacos
W m
ia
0
d ia

1 2
L
i
2 a

cos
ia
TmW m sinia
14
2019/9/1
15
Tm
0

2
线圈多到一定程度时 Tm Ktia
2019/9/1
2019/9/1
21
(JL s s (sR )a)IK a(tIsa)( s)U aT (ds()s)Ke(s)
U a(s)
1
Ia (s)
Td (s)
(s)
1
Ls Ra
Kt
Js
Ke
U a(s)
Td
(s)
Ls Kt
Ra
1
Ia (s)
Ls Ra
Kt
(s) 1 Js
为使Tm ≠0，必须使上式中至少一个L或M 对θ的导数≠0
因此有两类电动机：
（1）L固定，M可变——固定磁阻电动机（至少两个回路）（2）M固定，L可变——变磁阻电动机（一个回路即可）
2019/9/1
9
u1 u
u1 固定磁阻电动机
2019/9/1
变磁阻电动机
10
n
ej
k1
ikj jkd ditk ijj d ditj j d dt
16
eLdia sind
dt
dt
线圈多到一定程度时
eLdia dt
Ke
d
dt
KeKt V/rad/s Nm/A
2019/9/1
17
转矩平衡方程
d2
J dt2 Ktia Td
电压平衡方程
uaRaiaLdditaKeddt
2019/9/1
机械系统
e d dt
d dt
2019/9/1
3
r
Td ω
电系
ui
统
耦合 e 电磁场 Tem x
机械系统
四端模型：电端点对选（i，ψ）
机械端点对选（Tm，θ）
独立变量对：（1）（ ψ ， θ ）
Wm磁场能量
（2）（i， θ）
W’ m磁场同等能量
2019/9/1
4
i e
2019/9/1
18
静态特性
dia dt
0,ddt ddt22 0
uaRaiaKe
Ktia Td

ua Ke

Ra KeKt
Td
2019/9/1
19

ua Ke

Ra KeKt
Td
Td
00

ua Ke
0Tb
Kt
ua Ra
tan 0 Ra
Tb KeKt