機(jī)電傳動(dòng)控制-1

1、教材：機(jī)電傳動(dòng)控制（第五版）鄧教材：機(jī)電傳動(dòng)控制（第五版）鄧星鐘等編星鐘等編江南大學(xué)江南大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 王琨王琨2016-2017學(xué)年學(xué)年 第二學(xué)期第二學(xué)期課程安排課程安排課程總學(xué)時(shí)： 32習(xí)題課： 2教學(xué)大綱教學(xué)大綱教學(xué)日歷教學(xué)日歷教 學(xué) 內(nèi) 容講課習(xí)題第一章 概述1第二章 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)3第三章 直流電機(jī)的工作原理及特性6第四章 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)81第五章 交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性4第六章 交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)41第七章 控制電機(jī)2第八章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)2第九章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇2合 計(jì)322課程總學(xué)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(shí)作業(yè)(約30%)、考勤(約20%) 、課堂提問(wèn)、小測(cè)驗(yàn)，最后一次課書面測(cè)試(約50%) 。學(xué)委負(fù)責(zé)出勤情況考核，上報(bào)缺課同學(xué)名單。作業(yè)要求: 撰寫在A4上。11 機(jī)電系統(tǒng)的組成機(jī)電系統(tǒng)的組成機(jī)電系統(tǒng)完成生機(jī)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(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的原動(dòng)機(jī)（這里指的是各種電動(dòng)機(jī)）（這里指的是各種電動(dòng)機(jī)）的總稱的總稱控制電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)和控制電動(dòng)機(jī)的一機(jī)和控制電動(dòng)機(jī)的一整套電氣系統(tǒng)整套電氣系統(tǒng) 將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能； 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及速度的調(diào)節(jié)；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以

3、及速度的調(diào)節(jié)； 完成各種生產(chǎn)工藝過(guò)程的要求；完成各種生產(chǎn)工藝過(guò)程的要求； 保證生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行。保證生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行。 從廣義上講，機(jī)電傳動(dòng)控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)從廣義上講，機(jī)電傳動(dòng)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(gè)工廠都實(shí)現(xiàn)線、車間乃至整個(gè)工廠都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化自動(dòng)化。 從狹義上講，則指控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品從狹義上講，則指控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)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(dòng)條件的改善勞動(dòng)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(jī)

4、電系統(tǒng)的目的和任務(wù)機(jī)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(duì)機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的要求愈來(lái)愈高。隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對(duì)機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的要求愈來(lái)愈高。 一些一些精密機(jī)床精密機(jī)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(jìn)為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進(jìn)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(jī)及其輔助機(jī)械，操作頻繁，要求在不的可逆式軋機(jī)及其輔助機(jī)械，操作頻繁，要求在不到一秒的時(shí)間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過(guò)程，即要求系統(tǒng)能迅速

5、啟動(dòng)、到一秒的時(shí)間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過(guò)程，即要求系統(tǒng)能迅速啟動(dòng)、制動(dòng)和反向；制動(dòng)和反向； 對(duì)于對(duì)于電梯和提升機(jī)電梯和提升機(jī)，則要求啟動(dòng)和制動(dòng)平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確地停，則要求啟動(dòng)和制動(dòng)平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確地停止在給定的位置上；止在給定的位置上； 對(duì)于對(duì)于冷、熱連軋機(jī)以及造紙機(jī)冷、熱連軋機(jī)以及造紙機(jī)的個(gè)機(jī)架或分部，則要求各機(jī)的個(gè)機(jī)架或分部，則要求各機(jī)架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)； 為了提高效率，由數(shù)臺(tái)或十幾臺(tái)設(shè)備組成的生產(chǎn)自動(dòng)線，要求為了提高效率，由數(shù)臺(tái)或十幾臺(tái)設(shè)備組成的生產(chǎn)自動(dòng)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(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。諸如此類的要求，都要靠電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。舉例舉例1：電風(fēng)扇的組成：電風(fēng)扇的組成臺(tái)風(fēng)扇與落地扇的結(jié)構(gòu)：臺(tái)風(fēng)扇與落地扇的結(jié)構(gòu)：1：風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)；：風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)；2：電風(fēng)扇葉及前后網(wǎng)罩；：電風(fēng)扇葉及前后網(wǎng)罩；3：連接頭及減速連桿擺頭機(jī)構(gòu)；：連接頭及減速連桿擺頭機(jī)構(gòu)；4：底座及開關(guān)控制機(jī)構(gòu)。：底座及開關(guān)控制機(jī)構(gòu)。電風(fēng)扇電氣控制系統(tǒng)電風(fēng)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(fēng)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(fēng)扇電路串聯(lián)的電感的感抗，來(lái)改變電扇的電壓，進(jìn)行調(diào)速。感抗，來(lái)改變電扇的電壓，進(jìn)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(jī)：由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、聯(lián)軸器、減速箱、曳引輪、機(jī)：曳引機(jī)：由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、聯(lián)軸器、減速箱、曳引輪、機(jī)架和導(dǎo)向輪及附屬盤車手輪等組成。電機(jī)和曳引機(jī)一體，曳引機(jī)架和導(dǎo)向輪及附屬盤車手輪等組成。電機(jī)和曳引機(jī)一體，曳引機(jī)拖動(dòng)著鋼絲繩，鋼絲繩連著電梯轎箱。拖動(dòng)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(jī)構(gòu)，如：電梯控制機(jī)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(yùn)行在主控制板的指令控制變頻器，由電梯的運(yùn)行在主控制板的指令控制變頻器，由變頻器驅(qū)動(dòng)曳引機(jī)帶動(dòng)轎廂運(yùn)行。變頻器驅(qū)

8、動(dòng)曳引機(jī)帶動(dòng)轎廂運(yùn)行。主控板：主控板：輸出命令；上行輸出、下行輸出、電梯高速運(yùn)行、電梯輸出命令；上行輸出、下行輸出、電梯高速運(yùn)行、電梯低速運(yùn)行、停止等。低速運(yùn)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(jī)運(yùn)行。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(jī)運(yùn)行。編碼器：編碼器：曳引機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，接到變頻器的信曳引機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，接到變頻器的信號(hào)輸入端構(gòu)成閉環(huán)控制。號(hào)輸入端構(gòu)成閉環(huán)控制。舉例舉例3：服務(wù)機(jī)器人：服務(wù)機(jī)器人機(jī)機(jī)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(jī)器人控制系統(tǒng)：機(jī)器人控制系統(tǒng)機(jī)機(jī)器器人人控制系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成成 1.3 機(jī)電傳動(dòng)控制的發(fā)展機(jī)電傳動(dòng)控制的發(fā)展 機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)總是隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。機(jī)機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)總是隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。機(jī)電傳動(dòng)控制的發(fā)展可從電傳動(dòng)控制的發(fā)展可從機(jī)電傳動(dòng)機(jī)電傳動(dòng)和和控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)兩方面來(lái)討論。兩方面來(lái)討論。一、機(jī)電傳動(dòng)的發(fā)展一、機(jī)電傳動(dòng)的發(fā)展 成組拖動(dòng)成組拖動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)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(guò)皮帶輪和皮帶分別拖動(dòng)多或地軸）通過(guò)皮帶輪和皮帶分別拖動(dòng)多臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械。臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械。（） 單電

10、機(jī)拖動(dòng)單電機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的各運(yùn)動(dòng)部件。動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的各運(yùn)動(dòng)部件。（ 多電機(jī)拖動(dòng)多電機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電動(dòng)機(jī)來(lái)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)。拖動(dòng)。特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)雜特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)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(dòng)條件差、一旦電低、勞動(dòng)條件差、一旦電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，將造成成動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，將造成成組的生產(chǎn)機(jī)械停車；組的生產(chǎn)機(jī)械停車； 這種拖動(dòng)方式較成組拖這種拖動(dòng)方式較成組拖動(dòng)前進(jìn)了一步，但當(dāng)一動(dòng)前進(jìn)了一步，但當(dāng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件較多時(shí)，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仍較多時(shí)，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仍十分復(fù)雜；十分復(fù)雜；機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制靈活控制靈活,便于便于生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)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(jī)電傳動(dòng)控制的