机电传动概述
01概述
1.2 机电传动及其控制系统的发展概况
一．单就机电传动而言，它的发展大体上经历了三个阶段： 1. 成组拖动：由一台电动机拖动一根天轴，然后再由天轴通过皮 带轮和皮带分别拖动各生产机械。 特点:生产效率低，劳动条件差，一旦电动机发生故障，将造成 成组的生产机械停车； 2. 单电动机拖动：用一台电动机拖动一台生产机械。它虽较成组 拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件较多时，机械 传动机构仍十分复杂； 3. 多电动机拖动：即一台生产机械的每一个运动部件分别由一台 专门的电动机拖动。例如：龙门刨床的刨台、左右垂直刀架与 侧刀架、横梁及其夹紧机构，均分别由一台电动机拖动。 特点:简化了生产机械的传动机构，控制灵活，为生产机械的自 动化提供了有利的条件，所以，现代化机电传动基本上均采用 这种拖动形式。
1.1 机电传动的目的和任务
定义：机电传动（又称电力传动或电力拖动）就是指以电动机为原 动机驱动生产机械的系统之总称。
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。 机电传动控制系统所要完成的任务为： 1. 从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间、甚至整个 工厂都实现自动化。 2. 从狭义上讲，则专指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数 量的增加，质量的提高，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。
4Hale Waihona Puke 1.3 课程的性质和任务“机电传动控制”课程建立了一个崭新的课程体系， 它把驱动电机、控制电机电器、电力拖动、继电器—接触 器控制、可编程序控制器、电力电子技术、直流伺服系统 、交流伺服系统、步进电动机伺服系统等强电控制的内容 ，根据学科的发展与其内在规律，以伺服驱动系统为主导 ，以控制为线索，将元、器件与伺服控制系统科学、有机 地结合起来，即把机电一体化技术所需的强电控制知识都 集中在这一门课程中。
机电传动控制(01)概述
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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。
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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
第一章1.机电传动的定义及系统组成部分：定义：机电传动就是将各种电动机作为原动机来驱动生产机械产生运动，以完成一定的生产任务。
组成：电动机、工作机构、控制设备、电源。
2.三种负载转矩类型：恒转矩、通风类、恒功率。
第二章1.三相异步电动机人为机械特性降低定子电压：（1）可以实现无极调速，但调速范围有限，且随着调速范围的增大，机械特性的斜率加大，造成转速稳定性变差（2）由于最大转矩Tmax随电压U1下降成平方下降，将造成负载能力大大下降（3）随着转速下降，转差率增大，使的转子电流因转子电动势的增大而增大，从而引起定子电流的增大（4）属于转差功率消耗性调速。
转子电路串接电阻：（1）调速范围比降压调速大，且随着调速范围的增大，机械特性的斜率也大大加大，造成转速稳定性变得更差（2）最大转矩Tmax不变，负载能力不变（3）由于串联电阻要消耗能量，通常采取多段电阻分级控制的有级调速（4）属于转差功率消耗性调速。
改变定子电源频率：（1）调速范围大（2）变频范围内斜率保持不变，转速稳定性好（3）属于转差功率不变型调速改变极对数：（1）适用于多速电动机（2）变极时斜率保持不变，转速稳定性好（3）属于转差功率不变型调速。
2.三相异步电动机的启动方法：直接启动；降压启动；转子串联电阻分级启动。
3.他励直流电动机的人为机械特性电枢串联电阻调速：（1）可以连续调速，由于斜率β随串联电阻Rad的增大而加大，所以转速稳定性变差，且调速范围有限（2）调速范围越大，转速稳定性越差（3）电枢串联电阻要消耗能量（4）通常用多个电阻且并联开关的电路形式，构成多段有级调速（5）属于恒转矩调速改变电压调速：（1）可以连续调速，由于斜率β保持不变，所以调速范围大（2）调速范围内，转速稳定性不受影响（3）不消耗能量（4）需要可调直流电源（5）属于恒转矩调速减弱磁通调速：（1）n0和斜率β随磁通Φ减弱而加大，适用于恒功率负载（2）通常在额定转速以下，采用降压的恒转矩调速方式，在额定转速以上采用弱磁的恒功率调速方式，以扩大调速范围（3）不消耗能量（4）需要可调直流电源4.他励直流电动机的制动方法能耗制动；反接制动（倒拉反接制动、电枢反接的反接制动）；回馈制动第四章1.选择发电机容量的三个基本原则：发热：发电机在运动时，必须保证发电机的实际最高工作温度等于或略小于发电机绕组绝缘的允许的最高工作温度，即θmax≦θa过载能力：T Lmax＜T max＝λˊm T N启动能力：T L＜λst T N第六章1.变频调速1）异步电动机变频调速的异步特性：恒转矩变频和恒功率变频2）变频器主要类型（1）按装置形式分：交-交变频器；交-直-交变频器（2）按无功能量处理方式分：电压源型变频器；电流源型变频器（3）按变频器工作方式分：180º导通型；120º导通性2.电压源型变频器和电流源型变频器的性能比较：电压源型变频器：特点是在直流侧并联一个大电容C，用电容储能来缓冲电源和负载之间的无功功率传输。
机电传动系统动力学基础讲诉课件
提出改善机电传动系统稳定性的措施 ，如优化系统参数和增加阻尼等。
稳定性分析方法
分析机电传动系统的稳定性，包括时 域分析和频域分析等方法。
04
机电传动系统动态响应仿真
仿真软件介绍
ANSYS Maxwell
一款强大的电磁场仿真软件，适 用于电机、发电机、变压器等设
备的电磁场分析。
ADAMS
机械系统动力学仿真软件，可对机 电系统进行运动学和动力学分析。
。
刚体动力学
总结词
研究刚体运动规律的学科
详细描述
刚体动力学是研究刚体运动规律的学 科，主要研究刚体的平动、转动和复 合运动等规律。刚体动力学在机械系 统、机器人、航空航天等领域有着广 泛的应用。
弹性力学基础
总结词
研究弹性物体变形和力的关系的学科
VS
详细描述
弹性力学是研究弹性物体变形和力的关系 的学科，主要研究弹性体的应力、应变和 位移等物理量之间的关系。弹性力学在机 械设计、材料科学、航空航天等领域有着 广泛的应用。
SolidWorks/Adams
用于建立和仿真机电传动系统的机械结构，支持多种优化算法和运 动学分析。
THANKS
感谢观看
分析系统的稳态性能，如电压 、电流、转矩等。
动态分析
分析系统的动态响应特性，如 启动、制动、调速等过程中的 性能表现。
优化设计
根据仿真结果对系统进行优化 设计，提高性能和效率。
故障诊断与预测
通过仿真分析系统可能出现的 故障模式和原因，为实际运行 中的故障诊断和预防提供依据
。
05
机电传动系统优化设计
机电传动系统动力学基础讲诉课件
目录
• 机电传动系统概述 • 机电传动系统动力学基础 • 机电传动系统动态特性分析 • 机电传动系统动态响应仿真 • 机电传动系统优化设计
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
1.机电传动是指驱动生产机械运动部件的原动机的总成。
2.机电传动控制的目的：将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度的调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的整成运行。
3.机电传动控制的任务:从广义上讲，就是要使生产机械设备，生产线，车间甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则专指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。
4.机电传动经历的三个阶段：成组拖动、单电机拖动、多电机拖动。
5.折算的基本原则是：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。
6.负载转矩是静态转矩，可根据静态时功率守恒原则进行折算。
7.由于转动惯量和飞轮转矩与运动系统的动能有关，因此，可根据动能守恒原则进行折算。
8.机电传动系统的负载特性：①恒转矩型负载特性；②离心式通风机型负载特性；③直线型负载特性；④恒功率型负载特性。
9.过渡过程：当系统中电动机的转矩T m或负载转矩T L发生变化时，系统就要有一个稳定运转状态变化到另一个稳定运转状态。
10.加快机电传动系统过渡过程的方法：①减小系统的飞轮转矩；②增加动态转矩。
11.直流电机的基本结构：主磁极、换向极、机座、电枢铁芯、电枢绕组、换向器、电刷装置。
12.直流发电机通常按励磁方法分类，分为他励，并励，串励、复励发电机。
13.并励发电机电压能建立的条件：①并励发电机电压能建立的首要条件是发电机的磁极要有剩磁；②电压能建立的第二个条件是起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同。
③交点的位置与电阻R f值有关。
14.固有机械特性：对于直流他励电动机，就是指在额定电压U N和额定磁通ΦN下，电枢电路内不在接任何电阻时的n=f（T）曲线。
15.直流电动机的人为机械特性:①电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性；②改变电枢电压U时的人为机械特性；③改变磁通Φ时的人为机械特性。
机电传动与控制
1、机电传动就是指以电动机为原动机驱动生产机械，实现生产机械的启动、停止及调速，完成各种生产工艺过程的要求，实现生产过程的自动化。
2、直流电机由定子和转子两大部分组成。
3、生产机械的机械特性指：同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系。
典型的机械特性有：恒转矩型、通风机型、直线型、恒功率型等。
4、他励直流电动机降压启动的方法有：降低电枢回路电压、逐级切除电阻。
5、他励直流电动机三种基本的电气调速方法为：电枢回路串接电阻、改变电枢电压、减弱磁通。
6、他励直流电动机制动运转状态可以分为能耗制动、反接制动、再生发电制动三种形式。
7、三相异步电动机的转子有鼠笼式和绕线式两种。
8、鼠笼式三相异步电动机的启动方法有直接启动和降压启动两种。
9、三相异步电动机的调速方法有调压调速和转子电路串接电阻调速、改变极对数调速、变频调速。
10、三相异步电动机的制动方式有：能耗制动、反接制动、反馈制动三种形式。
11、步进电动机转过的角度和转速分别与输入脉冲的数量和频率成正比。
12、一台三相反应式步进电机的齿数为40，采用三相单三拍的通电方式运行时，脉冲频率f=600Hz，其步距角的大小为3O、转子转速为300 r/min。
13、直流电动机的机械特性曲线斜率越大，其机械特性越软。
14、生产机械对自动调速系统的静态技术指标有调速范围、静差率和调速的平滑性；动态技术指标有：最大超调量、过渡过程时间、振荡次数。
15、机床控制线路常用的控制电器有开关、按钮、熔断器、接触器、继电器等。
16、常用的电力电子器件有：二极管、晶闸管。
17、变频调速系统中，基频以上属于恒压弱磁调速，基频以下属于变压变频调速。
二选择题1 他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（ C）A 串电阻的人为特性；B 降压的人为特性；C 弱磁的人为特性。
2 直流电动机采用降压电源电压的方法启动，其目的是：（ B ）A 为了使启动过程平稳；B为了减小启动电流；C为了减小启动转矩。
机电传动控制2、机电传动的动力学基础
详细描述
机电传动系统是将电能转换为机械能以驱动机械设备 运转的系统。它主要由电机、传动机构和控制装置三 部分组成。电机是将电能转换为机械能的核心部件， 通过电机的旋转运动实现机械能的输出；传动机构则 是将电机的输出与机械设备连接，实现减速、变速或 传递扭矩等功能；控制装置则是控制电机的启动、停 止、调速等操作，以实现对机械设备的精确控制。
该系统通常采用交流伺服电机驱动， 通过高精度编码器和反馈控制系统实 现精确的位置和速度控制。
此外，该系统还具有强大的故障诊断 和安全保护功能，以保障设备和操作 人员的安全。
工业机器人机电传动控制系统
工业机器人是自动化生产线上 不可或缺的重要设备，其机电 传动控制系统是实现高精度、
高效率、高可靠性的关键。
该系统通常采用直流伺服电机 驱动，通过高精度编码器和反 馈控制系统实现精确的位置和
速度控制。
工业机器人的机电传动控制系 统还具有高刚度、低惯量、低 摩擦等特性，以确保稳定、准 确的运动轨迹。
此外，该系统还具有强大的故 障诊断和安全保护功能，以保 障设备和生产线的稳定运行。
风力发电机的机电传动控制系统
机电传动控制2
contents
目录
• 机电传动系统概述 • 机电传动的动力学基础 • 机电传动系统的控制原理 • 机电传动系统的设计方法 • 机电传动控制系统的实现 • 机电传动控制系统的应用实例
01 机电传动系统概述
机电传动系统的定义与组成
总结词
机电传动系统是由电机、传动机构和控制装置组成的 ，用于实现机械能与电能之间转换的系统。
机电传动系统的分类
• 总结词：根据应用领域和功能特点，机电传动系统可分为直流电机传动、交流 电机传动、步进电机传动和伺服电机传动等类型。
机电传动控制概述
第11章 步进电动机传动控制系统
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教师
(jiàoshī)
作业
(zuòyè)
每周四交
实验
(shíyàn)
第十五周
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成绩
期末考试 ：
70%
实验：
10%
平时成绩（作业、考勤）： 20%
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内容摘要
1．1 机电传动控制的目的与任务。1．1 机电传动控制的目的与任务 。驱动运动部件的原动机（这里指的是各种电动机）之总称。实现生 产机械的启动、停止以及速度的调节。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。 1.2 机电传动控制的发展。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。可编程控制器原理.应用.实验 -----机械工业(gōngyè)出版 社，。第8章 电力电子学－晶闸管及其基本电路。第10章 交流传动控 制系统。第11章 步进电动机传动控制系统。平时成绩（作业、考勤） ： 20%
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• 汽车附件上的电（动）机，应用于吸尘器、充气机、气泵、 抛光机、电动座椅按摩器等装置
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二．机电传动控制系统(kònɡ zhìxìtǒnɡ)的发展 控制系统的发展伴随控制器件的发展而发展。随着功率器件、放大器件
的不断更新，机电传动控制系统的发展日新月异，它主要经历(jīnglì)了四个阶 段：
单电机拖动——一台电动机拖动一台生产机械的各运动部件。 这种拖动方式较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部 件较多时，其传动机构仍十分复杂；
多电机拖动——一台生产机械的各个运动部件分别由不同的电动机 来拖动。
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实例(shílì)：汽车上的电（动）机
机电传动系统的动力学基础课件
机电传动系统的应用
工业自动化生产线
在工业自动化生产线上，机电传 动系统广泛应用于各种机械设备 的驱动，如传送带、机械手、包
装机等。
交通运输
在交通运输领域，机电传动系统主 要用于电动汽车、轨道交通、船舶 和飞机等交通工具的驱动。
电机优化设计
1 2
电机效率优化
通过改进电机材料、优化电机结构设计、提高制 造精度等方式，提高电机的效率，减少能源浪费 。
电机尺寸优化
在满足性能要求的前提下，尽量减小电机的体积 和重量，以便在有限的空间内安装更多的电机。
3
电机可靠性优化
通过优化电机的散热设计、提高电机的耐久性和 稳定性，从而提高电机的可靠性，减少故障率。
交流电机
交流电机是一种将交流电能转换为机械能的装置，分为异步 电机和同步电机两大类，广泛应用于工业、农业、商业等各 个领域。
齿轮传动实例分析
圆柱齿轮传动
圆柱齿轮传动是最常见的齿轮传动形式之一，具有传动效率高、传动比准确等优点，广泛应用于各种 机械传动系统中。
行星齿轮传动
行星齿轮传动是一种比较复杂的齿轮传动形式，具有承载能力大、传动比范围广等优点，常用于高速 重载的场合，如航空发动机等。
组成
主要由电动机、传动机构、执行机构等部分组成。电动机作为动力源，将电能 转换为机械能；传动机构则将电动机的动力传递到执行机构；执行机构则负责 完成具体的机械动作。
机电传动系统的分类
按传动方式
可分为机械传动、液压传动、气压传动、电气传动等类型。其中，电气传动又可 分为直流电气传动和交流电气传动。
机电传动概述
机电传动概述机电传动概述1.机电系统的组成在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且还包括控制电动机的一整套控制系统，也就是说，现代机电传动是和各种控制元件组成的自动控制系统联系在一起的。
2.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；完成各种生产工艺过程的要求；保证生产过程的正常进行。
3.机电传动控制的目的从现代化生产的要求来说，机电传动控制的目的可分广义和狭义两种。
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，则专指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的增加（生产效率）、质量的提高（加工精度）、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。
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。
例如：①一些精密机床要求加工精度百分之几毫米，甚至几微米。
②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。
③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的时间内就得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。
④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。
⑤对于冷、热连轧机以及造纸机的各机架或分部，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。
⑥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。
4.机电传动控制的发展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。
(1)机电传动的发展就机电传动而言，它的发展大体经历了成组拖动、单电动机拖动和多电动机拖动3个阶段。
多电动机拖动方式为生产机械的自动化提供了有利条件，所以，现代机电传动基本采用这种拖动方式。
机电传动知识点总结
机电传动知识点总结一、机电传动概述机电传动是指利用电机、减速机、传感器、控制器等电气元件和液压元件、机械传动元件等机械元件相结合，对机械设备进行传递动力和传感信号，控制运动的技术。
它是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分，应用范围非常广泛，包括数控机床、自动化生产线、机器人、风力发电、水利工程等领域。
二、机电传动的基本概念1. 动力传动动力传动是指将电动机产生的功率通过传动装置传递给被驱动机械，使其运动。
2. 传感器传感器是将检测到的信息转换为电信号输出的设备，主要应用于自动控制、测试、监测等领域。
3. 电机电机是将电能转换为机械能的设备，分为直流电机、交流电机和步进电机等多种类型。
4. 减速机减速机是将高速旋转的电机转速通过减速装置减速到需要的转速，以适应被驱动机械的需要。
5. 控制器控制器是对动力传动系统进行控制的设备，包括PLC控制器、数控系统、伺服系统等。
6. 传动元件传动元件是机械传动系统中实现功率传递的部件，包括齿轮、皮带、链条、轴承等。
7. 机械元件机械元件是指机械装置中实现运动、传动、支撑等作用的构件，如滚柱轴承、丝杠、导轨等。
三、机电传动的设计原则1. 合理选型在机电传动的设计中，需要根据被驱动机械的工作要求和参考条件，合理选择电机、减速机、传感器等设备的型号和规格。
2. 稳定可靠机电传动系统需要保证在长时间工作过程中，能够稳定可靠地传递动力、执行控制指令。
3. 节能高效机电传动系统需要具有高效节能的特性，降低能源消耗，提高工作效率。
4. 安全环保机电传动系统需要符合相关的安全标准和环保要求，确保在工作过程中不发生安全事故，不对环境造成污染。
四、机电传动系统的组成1. 电动机电动机是机电传动系统的动力来源，通过电能转换为机械能。
2. 减速机减速机是将电动机高速旋转的转速通过齿轮、皮带等减速传动装置，降低转速。
3. 传感器传感器是用于检测被驱动机械的位置、速度、压力等参数，并将其转换为电信号输出。
机电传动控制技术的发展概述
机电传动控制技术的发展概述一、设备驱动方式的发展概述1、发展按电动机供电电流制式的不同，有直流电力拖动和交流电力拖动两种。
早期的生产机械如通用机床、风机、泵等不要求调速或调速要求不高，以电磁式电器组成的简单交、直流电力拖动即可以满足。
随着工业技术的发展，对电力拖动的静态与动态控制性能都有了较高的要求，具有反馈控制的直流电力拖动以其优越的性能曾一度占据了可调速与可逆电力拖动的绝大部分应用场合。
自20年代以来，可调速直流电力拖动较多采用的是直流发电机-电动机系统,并以电机扩大机、磁放大器作为其控制元件。
电力电子器件发明后，以电子元件控制、由可控整流器供电的直流电力拖动系统逐渐取代了直流发电机-电动机系统,并发展到采用数字电路控制的电力拖动系统。
这种电力拖动系统具有精密调速和动态响应快等性能。
这种以弱电控制强电的技术是现代电力拖动的重要特征和趋势。
交流电动机没有机械式整流子，结构简单、使用可靠,有良好的节能效果,在功率和转速极限方面都比直流电动机高；但由于交流电力拖动控制性能没有直流电力拖动好，所以70年代以前未能在高性能电力拖动中获得广泛应用。
随着电力电子器件的发展，自动控制技术的进步，出现了如晶闸管的串级调速、电力电子开关器件组成的变频调速等交流电力拖动系统，使交流电力拖动已能在控制性能方面与直流电力拖动相抗衡和媲美，并已在较大的应用范围内取代了直流电力拖动。
2、主要形式：1) 成组拖动成组拖动的方式为：一台电动机---一根天轴---一组生产机械设备。
其特点是：机构复杂,损耗大,效率低,工作可靠性差.2) 单台电动机拖动单台电动机拖动的结构方式是：一台电动机---一台设备。
其特点是：当生产机械设备运动部件较多时,机构仍复杂,满足不了生产工艺要求.3) 多台电动机拖动多台电动机拖动的结构式：一台专门的电动机---同一台设备的每一个运动部件。
其特点为：机构简单,控制灵活,便于生产机械的自动化.举例:龙门刨床的刨台,左垂直刀架,右垂直刀架,侧刀架,横梁,夹紧机构,都是分别由一台电动机拖动的.二、电气控制系统的发展概况1、发展电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路，不同的设备有不同的控制回路，而且高压电气设备与低压电气设备的控制方式也不相同。
机电传动控制-1
1 绪论1.1 机电传动控制旳目旳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旳系统旳总称。
其目旳是将电能转变成机械能, 实现生产机械旳起动/停止和速度调节, 以满足生产工艺过程旳规定, 保证生产过程正常进行。
因此, 机电传动控制涉及用于拖动生产机械旳电动机以及电动机控制系统两大部分。
在现代化生产中, 生产机械旳先进性和电气自动化限度反映了工业生产发展旳水平。
现代化机械设备和生产系统已不再是老式旳单纯机械系统, 而是机电一体化旳综合系统。
机电传动控制已成为现代化机械旳重要构成部分。
机电传动控制旳任务从狭义上讲, 是通过控制电动机驱动生产机械, 实现产品数量旳增长、产品质量旳提高、生产成本旳减少、工人劳动条件旳改善以及能源旳合理运用；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。
随着现代化生产旳发展, 生产机械或生产过程对机电传动控制旳规定越来越高。
例如：某些精密机床规定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, 重型镗床规定在极低旳速度下稳定进给, 因此规定系统旳调速范畴很宽；轧钢车间旳可逆式轧机及其辅助机械操作频繁, 规定在不到1s旳时间内就能完毕正反转切换, 因此规定系统可以迅速起动、制动和换向；对于电梯等提高机构, 规定起停平稳, 并可以精确地停止在给定旳位置上；对于冷、热连轧机或造纸机, 规定各机架或各部分之间保持一定旳转速关系, 以便协调运转；为了提高效率, 规定对由数台或数十台设备构成旳自动生产线实行统一控制和管理。
上述这些规定都要依托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旳发展, 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旳变速箱系统, 简化了生产机械旳构造, 使生产机械向性能优良、运营可靠、体积小、重量轻、自动化方向发展。
机电传动控制课件第1章
计算机控制：
微处理器取代模拟电路作为电动机控制 器，可使电路更简单、实现较复杂的控制 、无零点飘移、控制精度高、可提供人机 交互界面、能多机联网工作等
数字伺服控制：
伺服系统：
是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟 随输入目标值（或给定值）任意变化的自动控制系统。
当今世界伺服驱动的主流及发展方向是交流伺服系统，采 用嵌入式控制器的电动机数字交流伺服系统的出现，使机电 传动控制技术进入了信息化时代
第1章 概述
传动 ——运动的传递
（1）机械传动 （2〕流体传动
第1章 概述
1.1 基本概念：（什么是机电传动？）
生产机械组成： 工作机构、传动机构、 原动机、控制系统。
机电传动：原动机为电 动机时，由电动机通过 传动机构带动工作机构 进行工作。
机电传动系统
“机电传动”部分
包括电动机、电动机和运动部件相互联系的传 动机构及电气控制电路
课程的性质与任务
• 机电一体化技术的主要课程，是以驱动 系统为主导，以控制为主线，将元、器 件与控制系统有机结合的综合性课程。
• 通过本门课程的学习，希望同学们掌握 机电传动系统中主要运用到得元、器件 原理，了解机电传动系统的设计，尤其 是其控制电路设计的主要思路。
（1）成组拖动（初期）：一台电动机拖动一根 天轴，由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产 机械，一旦电动机出了故障，成组生产机械停车。
（2）单电机拖动：一台电动机拖动一 台生产机械，但当一台生产机械的运动 部件较多时，机械传动机构仍十分复杂。
20世纪40-50年代：老式切削机床 现今：一些中小型通用机床，运动部件较少
“机电传动控制”部分
电梯
机电传动系统的任务
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。
机电传动系统的运动学基础全解课件
用于需要较大扭矩和较小的减速比的场合。
机电传动系统的应用
工业自动化生产线
组成
主要由电机、减速器、联轴器、 传动轴等部件组成，其中电机是 核心部件，负责将电能转换为机 械能。
机电传动系统的分类
按电机类型分类
可分为直流电机传动系统和交流电机传动系统。直流电机具有良好的调速性能，适用于 需要精确控制速度的场合；交流电机结构简单、维护方便，适用于高效率、大扭矩的场
合。
按减速器类型分类
动力学的基本问题
质点运动问题
如何求解质点在力作用下的运动轨迹、速度和加速度。
刚体转动问题
如何求解刚体在力矩作用下的转动轨迹、角速度和角加速度。
弹性力学问题
如何求解弹性物体在力作用下的变形和应力分布。
04
机电传动系统的控制原理
控制系统的基本概念
控制系统
01
由控制器、受控对象和反馈通路组成，用于实现某一特定功能
03
机电传动系统的动力学分析
动力学的基本概念
动量
系统动量的定义，以及动量守恒 定律。
动能
系统动能的定义，以及动能守恒定 律。
力
力的定义，以及力的分类（保守力 、非保守力等）。
动力学的基本定理
牛顿第三定律
阐述了作用力和反作用力的关系。
动量定理
阐述了动量的变化与外力之间的关系。
动能定理
阐述了动能的变化与外力做功之间的关系。
某工厂的传送带系统，设计时考虑了 高效、稳定和易于维护的原则，实际 运行中取得了良好的效果。
一 二章机电传动
汽车生产线
课程内容
机电液传动控制
*传动
运动的传递（能量）
机电液传动控制
1).传动的分类
（按机械动能传 递方法）
传动
1).传动的分类
（1） 机械传动
传动
1).传动的分类
（1）机械传动
a.齿轮
传动
1).传动的分类
（1）机械传动 a.齿轮
b.杠杆
传动
1).传动的分类
（1）机械传动 a.齿轮b.杠杆
课程内容
机电传动控制：以电动机为原动机 将电能转变为机械能 液压传动控制：以液压泵为原动机 将液压能转变为机械能 气压传动控制
课程内容
机电传动控制：以电动机为原动机 将电能转变为机械能 液压传动控制：以液压泵为原动机 将液压能转变为机械能 气压传动控制：以空气压缩机为原动机 将气压能转变为机械能
a.液压与气压
（3）机电传动 (电力拖动)
1.传动 1).传动的分类 （1）机械传动 （2〕流体传动 （3）机电传动
a.液压与气压
（4）另外还有其它的 传动方式.
注：有时，在一个生产机械中由几种传 动形式联合工作.
课程内容
机电传动控制 液压传动控制 气压传动控制
课程内容
机电传动控制：以电动机为原动机 将电能转变为机械能 液压传动控制 气压传动控制
电机
TM n(ω)
离合器
（a）传动系统图
图2.1单轴拖动系统
(1)当TM=TL 系统运动状态为静态或稳态； (2)当TM≠TL 系统运动状态为动态。
目录 多轴
第二章 机电传动系统的动力学基础
2.1 机电传动系统的运动方程式
一、运动方程式
(2)当TM≠TL 系统运动状态为动态。 n(ω)变化，产生加速度a。 速度变化的大小与系统转动惯量J有关，运动方程式为
机电传动控制1-3
2.1 机电传动系统的运动学方程
GD dn TM TL Td 375 dt TM TL Td
例：起重机提升重物时的启动和制动（即加速和减速 上升）
a）启动时: TM – TL =Td
2
b）制动时: -TM - TL=Td
2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
多轴拖动系统：
GD dn 等效为单轴拖动系统： TM TL 375 dt
电机 E与Ia的 运行方式 方向 发电机
电动机
相同
相反
转矩 E的作用 T的性质 之间的关系 电源 阻转矩 T1 T T0 电动势 驱动 反电动势 T TL T0 转矩
3.1直流电机的基本结构和工作原理
直流发电机和直流电动机电磁转矩的作用不同： 发电机的电磁转矩是阻转矩； 电动机的电磁转矩是驱动转矩。 直流发电机和直流电动机的电势作用也不同：
2
动态转矩
讨论： Notice: 1）当 TM=TL 时，加速度为零，电机转速为零或为 对转矩的正方向作如下规定：以转速n为参考，电动机 常 转矩TM 的方向：与转速n 的方向一致时，为正；与转 数，运动状态为静态（或稳态）； 速n2）当TM >TL 时，dn/dt >0，系统加速， 动态 的方向相反时，为负。 负载转矩TL 的方向：与转速n 的方向相反为正，与转速 当TM<TL 时，dn/dt <0，系统减速。 n的方向一致时，为负。
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
电动机的分类
良好的启动性能和调速性能
直流电动机
电动机
交流电动机
结构简单、制造容易、维 护方便、运行可靠
机电传动与控制基本知识
机电传动与控制基本知识一、机电传动是什么1. 机电传动就像是机械和电之间的“联络员”呢。
简单来说，就是把电能转化为机械能，让机器动起来的这么个东西。
比如说咱们常见的电动小风扇，插上电就能转，这里面就有机电传动在起作用哦。
2. 它还涉及到很多不同的部件，像电动机这种关键的东西。
电动机就像是机电传动的心脏，电能进去，它就开始欢快地把电能变成机械能，带动那些风扇叶呀、机械臂之类的东西转动或者做其他动作。
3. 机电传动也不是那么简单的，里面还有很多复杂的原理。
就好比你要让一个机器人手臂准确地抓取东西，这就需要精确的机电传动控制啦。
二、机电控制的重要性1. 想象一下，如果没有机电控制，那些大型的生产设备就会像没头的苍蝇一样乱转。
机电控制就像是给它们装上了大脑，告诉它们什么时候转，转多快，转多久。
比如说汽车生产线上的那些机械臂，在机电控制的指挥下，才能准确无误地把汽车零件组装在一起。
2. 在一些精密仪器里，机电控制更是重中之重。
比如说在显微镜下操作微小物体的那些设备，一点点的误差都可能导致实验失败，所以机电控制要非常精准才行。
3. 机电控制还能提高效率。
它可以根据不同的工作需求，调整设备的运行状态。
就像智能洗衣机，能根据衣物的重量和脏污程度，自动调整洗衣的模式，这都是机电控制的功劳呀。
三、机电传动与控制的基本原理1. 电动机原理是其中的一个大板块。
电动机有直流电动机和交流电动机。
直流电动机呢，是通过直流电在磁场中的作用产生转矩，让转子转动起来。
交流电动机又分好几种，像异步电动机，它是靠电磁感应原理工作的。
定子绕组产生旋转磁场，转子绕组切割磁场线产生感应电流，然后就开始转动啦。
2. 控制原理也很有趣。
有开环控制和闭环控制。
开环控制就像是你下了个命令，然后就不管了。
比如说你设定一个风扇一直以固定速度转，这就是开环控制。
闭环控制呢，就比较智能啦，它会有反馈。
比如空调，它会根据房间里的温度反馈，不断调整制冷或者制热的功率，让房间温度保持在你设定的值。
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机电传动概述
1.机电系统的组成
在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且还包括控制电动机的一整套控制系统，也就是说，现代机电传动是和各种控制元件组成的自动控制系统联系在一起的。
2.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；
完成各种生产工艺过程的要求；
保证生产过程的正常进行。
3.机电传动控制的目的
从现代化生产的要求来说，机电传动控制的目的可分广义和狭义两种。
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，则专指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的增加（生产效率）、质量的提高（加工精度）、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。
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。
例如：
①一些精密机床要求加工精度百分之几毫米，甚至几微米。
②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。
③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的时间内就得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。
④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。
⑤对于冷、热连轧机以及造纸机的各机架或分部，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。
⑥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。
4.机电传动控制的发展
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。
(1)机电传动的发展
就机电传动而言，它的发展大体经历了成组拖动、单电动机拖动和多电动机拖动3个阶段。
多电动机拖动方式为生产机械的自动化提供了有利条件，所以，现代机电传动基本采用这种拖动方式。
(2)机电传动控制系统的发展
控制系统的发展伴随控制器件的发展而发展。
随着功率器件、放大器件的不断更新，机电传动控制系统的发展日新月异,它主要经历了4个阶段。
我们是青岛输送机、潍坊输送机、烟台输送机领导者！
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