機電傳動控制-1

1、教材：機電傳動控制（第五版）鄧教材：機電傳動控制（第五版）鄧星鐘等編星鐘等編江南大學江南大學 機械工程學院機械工程學院 王琨王琨2016-2017學年學年 第二學期第二學期課程安排課程安排課程總學時： 32習題課： 2教學大綱教學大綱教學日歷教學日歷教 學 內(nèi) 容講課習題第一章 概述1第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)3第三章 直流電機的工作原理及特性6第四章 直流傳動控制系統(tǒng)81第五章 交流電動機的工作原理及特性4第六章 交流傳動控制系統(tǒng)41第七章 控制電機2第八章 步進電動機傳動控制系統(tǒng)2第九章 機電傳動控制系統(tǒng)電動機的選擇2合 計322課程總學分： 2課課 表表課程要求課程要求關(guān)于考核與作

2、業(yè)要求:考核：平時作業(yè)(約30%)、考勤(約20%) 、課堂提問、小測驗，最后一次課書面測試(約50%) 。學委負責出勤情況考核，上報缺課同學名單。作業(yè)要求: 撰寫在A4上。11 機電系統(tǒng)的組成機電系統(tǒng)的組成機電系統(tǒng)完成生機電系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)驅(qū)動運動部件的原動機驅(qū)動運動部件的原動機（這里指的是各種電動機）（這里指的是各種電動機）的總稱的總稱控制電動機的系統(tǒng)控制電動機的系統(tǒng) 驅(qū)動生產(chǎn)機械的電動驅(qū)動生產(chǎn)機械的電動機和控制電動機的一機和控制電動機的一整套電氣系統(tǒng)整套電氣系統(tǒng) 將電能轉(zhuǎn)換為機械能；將電能轉(zhuǎn)換為機械能； 實現(xiàn)生產(chǎn)機械的啟動、停止以及速度的調(diào)節(jié)；實現(xiàn)生產(chǎn)機械的啟動、停止以

3、及速度的調(diào)節(jié)； 完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求；完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求； 保證生產(chǎn)過程的正常進行。保證生產(chǎn)過程的正常進行。 從廣義上講，機電傳動控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)從廣義上講，機電傳動控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、車間乃至整個工廠都實現(xiàn)線、車間乃至整個工廠都實現(xiàn)自動化自動化。 從狹義上講，則指控制電動機驅(qū)動生產(chǎn)機械，實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品從狹義上講，則指控制電動機驅(qū)動生產(chǎn)機械，實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)數(shù)量的增加量的增加（效率）、（效率）、質(zhì)量的提高質(zhì)量的提高（精度）、（精度）、生產(chǎn)成本的降低生產(chǎn)成本的降低、工人工人勞動條件的改善勞動條件的改善以及以及能量的合理利用能量的合理利用等。等。 12 機

4、電系統(tǒng)的目的和任務(wù)機電系統(tǒng)的目的和任務(wù)u目的目的u任務(wù)任務(wù) 隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對機電傳動控制系統(tǒng)的要求愈來愈高。隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對機電傳動控制系統(tǒng)的要求愈來愈高。 一些一些精密機床精密機床要求加工精度百分之幾毫米，甚至幾微米；要求加工精度百分之幾毫米，甚至幾微米； 重型鏜床重型鏜床為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進給，即要求系統(tǒng)有很寬的調(diào)速范圍；給，即要求系統(tǒng)有很寬的調(diào)速范圍； 軋鋼車間軋鋼車間的可逆式軋機及其輔助機械，操作頻繁，要求在不的可逆式軋機及其輔助機械，操作頻繁，要求在不到一秒的時間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過程，即要求系統(tǒng)能迅速

5、啟動、到一秒的時間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過程，即要求系統(tǒng)能迅速啟動、制動和反向；制動和反向； 對于對于電梯和提升機電梯和提升機，則要求啟動和制動平穩(wěn)，并能準確地停，則要求啟動和制動平穩(wěn)，并能準確地停止在給定的位置上；止在給定的位置上； 對于對于冷、熱連軋機以及造紙機冷、熱連軋機以及造紙機的個機架或分部，則要求各機的個機架或分部，則要求各機架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進行協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)；架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進行協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)； 為了提高效率，由數(shù)臺或十幾臺設(shè)備組成的生產(chǎn)自動線，要求為了提高效率，由數(shù)臺或十幾臺設(shè)備組成的生產(chǎn)自動線，要求統(tǒng)一控制或管理。統(tǒng)一控制或管理。 諸如此類的要求，都要靠

6、電動機及其控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。諸如此類的要求，都要靠電動機及其控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。舉例舉例1：電風扇的組成：電風扇的組成臺風扇與落地扇的結(jié)構(gòu)：臺風扇與落地扇的結(jié)構(gòu)：1：風扇電動機；：風扇電動機；2：電風扇葉及前后網(wǎng)罩；：電風扇葉及前后網(wǎng)罩；3：連接頭及減速連桿擺頭機構(gòu)；：連接頭及減速連桿擺頭機構(gòu)；4：底座及開關(guān)控制機構(gòu)。：底座及開關(guān)控制機構(gòu)。電風扇電氣控制系統(tǒng)電風扇電氣控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的原理：控制系統(tǒng)的原理：利用鐵芯電感的不同抽頭，即改變與風扇電路串聯(lián)的電感的利用鐵芯電感的不同抽頭，即改變與風扇電路串聯(lián)的電感的感抗，來改變電扇的電壓，進行調(diào)速。感抗，來改變電扇的電壓，進行調(diào)速。舉例舉例2：電梯的組成：

7、電梯的組成電梯的結(jié)構(gòu)：電梯的結(jié)構(gòu)：1：曳引機：由電動機、制動器、聯(lián)軸器、減速箱、曳引輪、機：曳引機：由電動機、制動器、聯(lián)軸器、減速箱、曳引輪、機架和導向輪及附屬盤車手輪等組成。電機和曳引機一體，曳引機架和導向輪及附屬盤車手輪等組成。電機和曳引機一體，曳引機拖動著鋼絲繩，鋼絲繩連著電梯轎箱。拖動著鋼絲繩，鋼絲繩連著電梯轎箱。2：轎廂與配重；：轎廂與配重；3：電梯控制機構(gòu)，如：電梯控制機構(gòu)，如PLC、變頻器。、變頻器。電梯電氣控制系統(tǒng)電梯電氣控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的原理：控制系統(tǒng)的原理：電梯的運行在主控制板的指令控制變頻器，由電梯的運行在主控制板的指令控制變頻器，由變頻器驅(qū)動曳引機帶動轎廂運行。變頻器驅(qū)

8、動曳引機帶動轎廂運行。主控板：主控板：輸出命令；上行輸出、下行輸出、電梯高速運行、電梯輸出命令；上行輸出、下行輸出、電梯高速運行、電梯低速運行、停止等。低速運行、停止等。變頻器（采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術(shù)）：變頻器（采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術(shù)）：采用多段速采用多段速控制方式，變頻器按照預(yù)先設(shè)定的速度曲線控制曳引機運行?？刂品绞剑冾l器按照預(yù)先設(shè)定的速度曲線控制曳引機運行。編碼器：編碼器：曳引機的驅(qū)動軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，接到變頻器的信曳引機的驅(qū)動軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，接到變頻器的信號輸入端構(gòu)成閉環(huán)控制。號輸入端構(gòu)成閉環(huán)控制。舉例舉例3：服務(wù)機器人：服務(wù)機器人機機器器人人功功能能

9、模模塊塊構(gòu)構(gòu)成成 舉例舉例3：機器人控制系統(tǒng)：機器人控制系統(tǒng)機機器器人人控制系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成成 1.3 機電傳動控制的發(fā)展機電傳動控制的發(fā)展 機電傳動及其控制系統(tǒng)總是隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。機機電傳動及其控制系統(tǒng)總是隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。機電傳動控制的發(fā)展可從電傳動控制的發(fā)展可從機電傳動機電傳動和和控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)兩方面來討論。兩方面來討論。一、機電傳動的發(fā)展一、機電傳動的發(fā)展 成組拖動成組拖動一臺電動機拖動一臺電動機拖動一根天軸（或地軸），然后再由天軸（一根天軸（或地軸），然后再由天軸（或地軸）通過皮帶輪和皮帶分別拖動多或地軸）通過皮帶輪和皮帶分別拖動多臺生產(chǎn)機械。臺生產(chǎn)機械。（） 單電

10、機拖動單電機拖動一臺電動機拖一臺電動機拖動一臺生產(chǎn)機械的各運動部件。動一臺生產(chǎn)機械的各運動部件。（ 多電機拖動多電機拖動一臺生產(chǎn)機械一臺生產(chǎn)機械的各個運動部件分別由不同的電動機來的各個運動部件分別由不同的電動機來拖動。拖動。特點是機構(gòu)復雜特點是機構(gòu)復雜,損耗大損耗大, 工作可靠性差、生產(chǎn)效率工作可靠性差、生產(chǎn)效率低、勞動條件差、一旦電低、勞動條件差、一旦電動機出現(xiàn)故障，將造成成動機出現(xiàn)故障，將造成成組的生產(chǎn)機械停車；組的生產(chǎn)機械停車； 這種拖動方式較成組拖這種拖動方式較成組拖動前進了一步，但當一動前進了一步，但當一臺生產(chǎn)機械的運動部件臺生產(chǎn)機械的運動部件較多時，其傳動機構(gòu)仍較多時，其傳動機構(gòu)仍十分復雜；十分復雜；機構(gòu)簡單機構(gòu)簡單,控制靈活控制靈活,便于便于生產(chǎn)機械的自動化生產(chǎn)機械的自動化. 二、電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展概況二、電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展概況1.3 機電傳動控制的