《机电传动控制》PPT课件
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在各类动力机械中，电动机的容量已超过总容量 的60%。
二、机电传动系统发展概况
根据应用场合的要求和电源的不同，电动 机有直流电动机、交流同步电动机、交流 感应电动机，以及满足不同需求的特种电 动机。20世纪70年代以后，由于大功率电 力电子器件、微电子器件、变频技术以及 计算机技术取得的一系列进展，还研制出 多种调速性能优良、效率较高、能满足不 同要求的交流电动机调速系统，和由变频 器供电的一体化电机。
• 对电力拖动提出更高要求：高速、高精度、高效率、 快速起动、制动和反转、调速范围广等。
2、控制方式的发展
电力拖动
一、机电传动的特点
• 3、机电传动控制：
机电传动系统不仅完成能量转换的工作还
要对传动过程进行控制。
更高的自动化程度和更高的精度。
一、机电传动的特点
• 4、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。
电动机
二、机电传动系统发展概况
就信号转换功能的控制电机而言，大体上
有测速电机、伺服电机、旋转变压器和自 整角机等几种，这些电机主要用于自动控 制系统中作为检测、执行、随动和解算元 件，例如机床加工的自动控制，舰船方向 舵的自动控制，大炮和雷达的自动定位， 飞机的飞行控制，计算机、自动记录仪表 运行的控制等。这类电机通常为微型电机， 对精度和快速响应的要求较高。
发展。
二、机电传动系统发展概况
继电-接触器式控制
应用最早的控制系统。由各种有触点的接触器、
继电器、按钮、行程开关等组成的控制电路，来 实现对电力拖动系统的起动、制动、反转和调速 的控制；实现对电力拖动系统的保护和生产过程 的自动化。
这种控制具有使用的单一性，而且控制的输入、
输出信号只有通和断两种状态，不能连续反映信 号的变化，故称为断续控制。
电动机
二、机电传动系统发展概况
电机的分析步骤
(3)求解运动方程
根据运动方程和求解问题的性质(是稳态还是 瞬态，是对称还是不对称运行等等)，选择运动方 程的解法，求出解析解或数值解。
(4)结果分析
通过对解答的分析，确定所需的运行性能(特
性)和主要运行数据，如过载能力、稳定性、效率、
电压变化率、速度变化率等，以满足解决某一问题
果动力部件较多时，机械传动机构复杂。
多电机拖动：一台生产机械的每一运动部件专门
由一台电动机拖动。特点：简化生产机械的传动 机构，控制灵活，容易实现自动化。
1 传动方式经历了三个阶段
二、机电传动系统发展概况
• 2、控制方式的发展
因素:控制器件的发展，功率器件、放大器
件
控制方式由手动控制逐步向自动控制方向
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
电动机
二、机电传动系统发展概况
电机的分析步骤
(1)电机内部物理情况的分析
首先是弄清电机的基本结构和主要部件的功能， 再根据电机的磁路和电路，分析空载和负载时电机内 部的磁场，初步弄清这种电机的工作原理，这是第一 步。这一步实质上就是“建立物理模型”。
(2)导出电机的运动方程
运动方程是磁动势方程(磁链方程)、电压方程和 转矩方程的总称。导出运动方程就是把电机内所发生 的电磁过程、机电过程和动力学过程，利用电磁学和 动力学的基本定律，用数学方程的形式将其表达出来， 这是第二步。这一步也称为“建立数学模型”。
二、机电传动系统发展概况
二、机电传动系统发展概况
• 电动机
电动机作为动力设备，已广泛应用于机械行业的 工作母机，冶金行业的高炉、转炉、平炉和轧钢 机，交通运输行业中的电车、电力机车，各类企 业中的鼓风、起吊、运输传送，农业中的电力排 灌、以及医疗器械、家用电器等各行各业，大至 冶金企业使用的高达上万千瓦的电动机，小至小 功率电动机、乃至几瓦的微电动机。
生产机械
5、机电传动系统构成
一、机电传动的特点
一、机电传动的特点
• 6、电力拖动的特点
效率高。与蒸气、水力等相比 电动机的种类、型号多，具有各种各样的运
行特性
电机拖动具有良好的调速性能。起动、制动、
反向和调速等控制简便，快速性好
电机拖动装置参数的检测、信号的变换与传
递都比较方便，易于组成完善的反馈系统， 实现最优控制。
一、机电传动的特点
随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统的要
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ求愈来愈高。
电梯和提升机，要求启动和制动平稳，并能准确
地停止在给定的位置上；
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；
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。
2、控制方式的发展
二、机电传动系统发展概况
• 连续控制系统：例晶闸管控制系统获得越来越广泛的 应用。
• 可编程序控制器：用软件手段来实现各种控制功能以 微处理器为核心的工业控制器。 20世纪70年代。
• 随着电力电子技术、大规模集成电路和计算机控制技 术的发展以及现代控制理论的应用，自动化电力拖动 正向着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进。
机电传动及控制
第1章 绪论
• 一、机电传动的特点 • 二、机电传动系统发展概况 • 三、本课程的内容及安排
一、机电传动的特点
• 1、什么是机电传动？
传动，运动的传递（能量）
机械传动 液压与气动 机电传动
。。。。。。
一、机电传动的特点
• 2、机电传动：
以电动机为原动机驱动生产机械的传动系统 电能转变成机械能的传动系统.也称为电力传动或
二、机电传动系统发展概况
根据应用场合的要求和电源的不同，电动 机有直流电动机、交流同步电动机、交流 感应电动机，以及满足不同需求的特种电 动机。20世纪70年代以后，由于大功率电 力电子器件、微电子器件、变频技术以及 计算机技术取得的一系列进展，还研制出 多种调速性能优良、效率较高、能满足不 同要求的交流电动机调速系统，和由变频 器供电的一体化电机。
• 对电力拖动提出更高要求：高速、高精度、高效率、 快速起动、制动和反转、调速范围广等。
2、控制方式的发展
电力拖动
一、机电传动的特点
• 3、机电传动控制：
机电传动系统不仅完成能量转换的工作还
要对传动过程进行控制。
更高的自动化程度和更高的精度。
一、机电传动的特点
• 4、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。
电动机
二、机电传动系统发展概况
就信号转换功能的控制电机而言，大体上
有测速电机、伺服电机、旋转变压器和自 整角机等几种，这些电机主要用于自动控 制系统中作为检测、执行、随动和解算元 件，例如机床加工的自动控制，舰船方向 舵的自动控制，大炮和雷达的自动定位， 飞机的飞行控制，计算机、自动记录仪表 运行的控制等。这类电机通常为微型电机， 对精度和快速响应的要求较高。
发展。
二、机电传动系统发展概况
继电-接触器式控制
应用最早的控制系统。由各种有触点的接触器、
继电器、按钮、行程开关等组成的控制电路，来 实现对电力拖动系统的起动、制动、反转和调速 的控制；实现对电力拖动系统的保护和生产过程 的自动化。
这种控制具有使用的单一性，而且控制的输入、
输出信号只有通和断两种状态，不能连续反映信 号的变化，故称为断续控制。
电动机
二、机电传动系统发展概况
电机的分析步骤
(3)求解运动方程
根据运动方程和求解问题的性质(是稳态还是 瞬态，是对称还是不对称运行等等)，选择运动方 程的解法，求出解析解或数值解。
(4)结果分析
通过对解答的分析，确定所需的运行性能(特
性)和主要运行数据，如过载能力、稳定性、效率、
电压变化率、速度变化率等，以满足解决某一问题
果动力部件较多时，机械传动机构复杂。
多电机拖动：一台生产机械的每一运动部件专门
由一台电动机拖动。特点：简化生产机械的传动 机构，控制灵活，容易实现自动化。
1 传动方式经历了三个阶段
二、机电传动系统发展概况
• 2、控制方式的发展
因素:控制器件的发展，功率器件、放大器
件
控制方式由手动控制逐步向自动控制方向
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
电动机
二、机电传动系统发展概况
电机的分析步骤
(1)电机内部物理情况的分析
首先是弄清电机的基本结构和主要部件的功能， 再根据电机的磁路和电路，分析空载和负载时电机内 部的磁场，初步弄清这种电机的工作原理，这是第一 步。这一步实质上就是“建立物理模型”。
(2)导出电机的运动方程
运动方程是磁动势方程(磁链方程)、电压方程和 转矩方程的总称。导出运动方程就是把电机内所发生 的电磁过程、机电过程和动力学过程，利用电磁学和 动力学的基本定律，用数学方程的形式将其表达出来， 这是第二步。这一步也称为“建立数学模型”。
二、机电传动系统发展概况
二、机电传动系统发展概况
• 电动机
电动机作为动力设备，已广泛应用于机械行业的 工作母机，冶金行业的高炉、转炉、平炉和轧钢 机，交通运输行业中的电车、电力机车，各类企 业中的鼓风、起吊、运输传送，农业中的电力排 灌、以及医疗器械、家用电器等各行各业，大至 冶金企业使用的高达上万千瓦的电动机，小至小 功率电动机、乃至几瓦的微电动机。
生产机械
5、机电传动系统构成
一、机电传动的特点
一、机电传动的特点
• 6、电力拖动的特点
效率高。与蒸气、水力等相比 电动机的种类、型号多，具有各种各样的运
行特性
电机拖动具有良好的调速性能。起动、制动、
反向和调速等控制简便，快速性好
电机拖动装置参数的检测、信号的变换与传
递都比较方便，易于组成完善的反馈系统， 实现最优控制。
一、机电传动的特点
随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统的要
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ求愈来愈高。
电梯和提升机，要求启动和制动平稳，并能准确
地停止在给定的位置上；
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；
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。
2、控制方式的发展
二、机电传动系统发展概况
• 连续控制系统：例晶闸管控制系统获得越来越广泛的 应用。
• 可编程序控制器：用软件手段来实现各种控制功能以 微处理器为核心的工业控制器。 20世纪70年代。
• 随着电力电子技术、大规模集成电路和计算机控制技 术的发展以及现代控制理论的应用，自动化电力拖动 正向着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进。
机电传动及控制
第1章 绪论
• 一、机电传动的特点 • 二、机电传动系统发展概况 • 三、本课程的内容及安排
一、机电传动的特点
• 1、什么是机电传动？
传动，运动的传递（能量）
机械传动 液压与气动 机电传动
。。。。。。
一、机电传动的特点
• 2、机电传动：
以电动机为原动机驱动生产机械的传动系统 电能转变成机械能的传动系统.也称为电力传动或