機(jī)電傳動控制-

機(jī)電傳動控制_第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月傳動電機(jī)：主要用來完成能量的變換，具有較高的力能指標(biāo)；控制電機(jī)：主要用來完成控制信號的傳遞和變換，要求技術(shù)性能穩(wěn)定可靠、動作靈敏、精度高、體積小、重量輕、耗電少。控制電機(jī)一般用于自動控制、自動調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)距離測量、隨動系統(tǒng)以及計算裝置中的微特電機(jī)。它是構(gòu)成開環(huán)控制、閉環(huán)控制、同步連接等系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件，根據(jù)它在自動控制系統(tǒng)中的職能可分為測量元件、放大元件、執(zhí)行元件和校正元件四類?？刂齐姍C(jī)一般是小功率電機(jī)。第一節(jié)控制電機(jī)概述第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)交流伺服電動機(jī)

交流伺服電動機(jī)與普通電動機(jī)相比具有如下特點：(1)調(diào)速范圍寬，伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著控制電壓改變，能在寬的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)；(2)轉(zhuǎn)子的慣性小，即能實現(xiàn)迅速啟動、停轉(zhuǎn)；(3)控制功率小，過載能力強(qiáng)，可靠性好；(4)可控。伺服電動機(jī)也稱為執(zhí)行電動機(jī)，在控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，將電信號轉(zhuǎn)換為軸上的轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速，以帶動控制對象。第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一、兩相交流伺服電動機(jī)的結(jié)構(gòu)定子：勵磁繞組WF，控制繞組WC轉(zhuǎn)子：鼠籠轉(zhuǎn)子（細(xì)長），或杯形轉(zhuǎn)子第二節(jié)交流伺服電動機(jī)

第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1、啟動:

當(dāng)UC≠0，兩相繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場與轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同。二、基本工作原理第二節(jié)交流伺服電動機(jī)

把UC的相位改變180°可改變伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)UC=0，電動機(jī)應(yīng)立即停轉(zhuǎn)，根據(jù)單相異步電動機(jī)的原理，電動機(jī)轉(zhuǎn)子一旦轉(zhuǎn)動以后，它將繼續(xù)轉(zhuǎn)動，即存在“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月2、消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的措施:措施：伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條具有較大電阻，使電動機(jī)在失去控制信號，單相供電時的電磁轉(zhuǎn)矩的方向總是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，是一個制動轉(zhuǎn)矩。由于制動轉(zhuǎn)矩的存在．可使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動，保證了不會存在“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。第二節(jié)交流伺服電動機(jī)

二、基本工作原理第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3、控制特性及應(yīng)用利用控制電壓UC的有無來進(jìn)行啟、?？刂?；改變電壓UC大小來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的高低；改變UC的極性來改變電動機(jī)轉(zhuǎn)向。應(yīng)用：是控制系統(tǒng)中原動機(jī)。例如，雷達(dá)系統(tǒng)中掃描天線旋轉(zhuǎn)，流量和溫度控制中閥門的開啟，數(shù)控機(jī)床中刀具運(yùn)動，甚至連船舶方向舵與飛機(jī)駕駛盤控制都是用伺服電動機(jī)來帶動的。功率一般在0.1W~100W，應(yīng)用于小功率的場合。第二節(jié)交流伺服電動機(jī)

二、基本工作原理第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)直流伺服電動機(jī)直流伺服電動機(jī)，通常用于功率稍大的系統(tǒng)中．其輸出功率一般為1w一600w。它的基本結(jié)構(gòu)和工作原理與普通直流他勵電動機(jī)相同，不同點只是它做得比較細(xì)長一些，以便滿足快速響應(yīng)的要求。

改變控制電壓UC或改變磁通都可以控制直流伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，前者稱為電樞控制，后者稱為磁場控制。由于電樞控制具有響應(yīng)迅速、機(jī)械特性硬、調(diào)速特性線性度好的優(yōu)點．在實際生產(chǎn)中大都采用電樞控制方式。第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)直流伺服電動機(jī)特點：原理和直流電動機(jī)一樣；過載能力強(qiáng)；響應(yīng)速度快；一般是永磁式。第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)直線電動機(jī)直線電動機(jī)是一種能直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的伺服驅(qū)動元件。在交通運(yùn)輸、機(jī)械工業(yè)和儀器工業(yè)中，直線電動機(jī)已得到推廣和應(yīng)用。它為實現(xiàn)高精度、快響應(yīng)和高穩(wěn)定的機(jī)電傳動和控制開辟了新的領(lǐng)域。原則上對于每一種旋轉(zhuǎn)電動機(jī)都有其相應(yīng)的直線電動機(jī)，故它的種類很多，但一般按工作原理來區(qū)分，可分為直線異步電動機(jī)、直線直流電動機(jī)和直線同步電動機(jī)三種（還有直線步進(jìn)電動機(jī)）。第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一、結(jié)構(gòu)：第四節(jié)直線異步電動機(jī)定子—初級轉(zhuǎn)子—次級第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月二、工作原理：第四節(jié)直線異步電動機(jī)1、當(dāng)初級的多相繞組通入多相電流后，也會產(chǎn)生一個氣隙磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按通電的相序順序作直線移動，該磁場稱為行波磁場。2、行波的移動速度稱之為同步線速，且式中，——極距(cm)；f——電源頻率(Hz)。3、在行波磁場切割下，次級導(dǎo)條將產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，電流和磁場相互作用，產(chǎn)生切向電磁力F。若初級不動則次級就順著行波磁場運(yùn)動的方向作直線運(yùn)動。第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、特點及應(yīng)用：無需中間傳動機(jī)構(gòu)，因而機(jī)構(gòu)簡化，提高了精度，減少了振動和噪聲；響應(yīng)快速，可實現(xiàn)快速啟動和正反向運(yùn)行；散熱良好，額定值高，電流密度可取很大，對啟動的限制小；裝配靈活性大，可將電動機(jī)和其他機(jī)體合成一體；用于吊車傳動、金屬傳送帶、沖壓鍛壓機(jī)床、高速電力機(jī)車、門閥的開閉等方面。

第四節(jié)直線異步電動機(jī)第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)測速發(fā)電機(jī)用途：1）測量轉(zhuǎn)速；2）測量位置，可做機(jī)電微分、積分器。測速發(fā)電機(jī)分為：直流測速發(fā)電機(jī)、異步測速發(fā)電機(jī)

和同步測速發(fā)電機(jī)。第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

除交、直流伺服電動機(jī)外還有以下幾種控制電動機(jī)：

力矩電動機(jī)小功率同步電動機(jī)測速發(fā)電機(jī)自整角機(jī)

第六節(jié)其他控制電動機(jī)第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1電動機(jī)容量選擇的原則7.2電動機(jī)的種類選擇的原則7.3電動機(jī)電壓選擇的原則7.4電動機(jī)轉(zhuǎn)速選擇的原則7.5電動機(jī)結(jié)構(gòu)型式選擇的原則基本內(nèi)容第七章機(jī)電傳動控制系統(tǒng)中電動機(jī)選擇第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月三項基本原則：發(fā)熱：電動機(jī)在運(yùn)行時，必須保證;

過載能力：所選電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax(對于異步電動機(jī))或最大允許電流Imax(對于直流電動機(jī))必須大于運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLmax和最大負(fù)載電流ILmax;3)啟動能力：鼠籠式異步電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩一般較小，為使電動機(jī)可靠啟動，必須保證;第一節(jié)電動機(jī)容量的選擇原則選擇電動機(jī)容量的方法有：

計算法、統(tǒng)計分析法和類比法。第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月基本依據(jù)：滿足生產(chǎn)機(jī)械對拖動系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)特性要求前提下、力求結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價格低廉。對不要求調(diào)速、對啟動性能無過高要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)優(yōu)先考慮使用一般鼠籠式異步電動機(jī)；若要求啟動轉(zhuǎn)矩較大，可用高啟動轉(zhuǎn)矩的鼠籠式異步電動機(jī)。對于要求經(jīng)常啟、制動，負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大、又有一定調(diào)速要求生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)考慮選用線繞式異步電動機(jī)。第二節(jié)電動機(jī)種類的選擇原則第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3)對于只需要幾種速度，不要求無級調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，可選用多速異步電動機(jī)。對于要求恒速穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械，且需要補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)的場合，應(yīng)優(yōu)先考慮選用同步電動機(jī)(如TD型等)。對于需要大的啟動轉(zhuǎn)矩，又要求恒功率調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，常選用直流串勵或復(fù)勵電動機(jī)。對于要求大范圍無級調(diào)速，且要求經(jīng)常啟動、制動、正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，則可選用帶調(diào)速裝置的直流電動機(jī)或鼠籠式異步電動機(jī)。第二節(jié)電動機(jī)種類的選擇原則第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

交流電動機(jī)額定電壓主要根據(jù)電動機(jī)運(yùn)行場所供電電網(wǎng)的電壓等級而定。我國工廠內(nèi)的交流供電電壓，低壓一般為380v，高壓一般為3kv或6kv。中等功率以下的交流電動機(jī)，額定電壓一般為380v；100kw以上大功率交流電動機(jī)額定電壓一般為3kv或6kv。鼠籠式異步電動機(jī)的額定電壓有兩種：

220／380v，Δ／Y接法；380v，Δ接法。直流電動機(jī)一般由單獨電源供電，選擇電動機(jī)額定電壓時只需考慮供電電源電壓配合恰當(dāng)即可。一般為110V、220V、440V。第三節(jié)電動機(jī)電壓等級的選擇原則第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1)對于不需調(diào)速的高轉(zhuǎn)速與中轉(zhuǎn)速的機(jī)械，應(yīng)選相應(yīng)額定轉(zhuǎn)速的異步電機(jī)或同步電機(jī)，直接與機(jī)械相連；2)對于不需要調(diào)速的低速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，一般是選用適當(dāng)轉(zhuǎn)速的電動機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)來傳動，但電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速也不宜太高，否則減速機(jī)構(gòu)會很龐大；3)對于需要調(diào)速的機(jī)械，電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)與生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速相適應(yīng)、采用直接傳動或通過減速機(jī)構(gòu)來傳動；4)對于經(jīng)常啟、制動和反轉(zhuǎn)的設(shè)備，要縮短過渡過程．應(yīng)根據(jù)最小GD2n2的值來選擇電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。第四節(jié)電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇原則第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月開啟式：定子兩側(cè)和端蓋上有通風(fēng)口，散熱良好，僅適用于干燥和清潔的工作環(huán)境。防護(hù)式：通風(fēng)孔在機(jī)殼下部，通風(fēng)冷卻條件較好，可防止雜物從垂直方向或小于45角的方向落入，但不能防止灰塵和潮氣侵入，適用于比較干燥、灰塵不多、無腐蝕性和爆炸性氣體的場所。封閉式：分自冷式、強(qiáng)迫通風(fēng)式與密閉式三種。前兩種，潮氣和灰塵等不易進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部，適用于塵土多、潮濕、易引起火災(zāi)和有腐蝕性氣體的地方；密閉式電動機(jī)可以防止一定壓力水柱的沖擊適用于在液體中工作的生產(chǎn)機(jī)械，如電動潛水泵。防爆式：適用于有易燃、易爆氣體的場所。第五節(jié)電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇原則第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第八章繼電器—

接觸器控制概述

機(jī)電傳動控制不僅必須有電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械這個主體，而且還包括一套控制裝置。以實現(xiàn)啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)、制動等過程控制，操作者可以采用手動控制，也可采用自動控制。自動控制已向無觸點、連續(xù)控制、弱電化、微機(jī)控制方向發(fā)展。但由于繼電器—接觸器控制系統(tǒng)所用的控制電器結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、能夠滿足生產(chǎn)機(jī)械一般生產(chǎn)的要求，獲得廣泛的應(yīng)用。

第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

PLC是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物．是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，它有以下優(yōu)點：1）梯形圖編程，簡單易學(xué)，易于調(diào)試和查錯。2）可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計算機(jī)接口、能對模擬量進(jìn)行控制、具有高速計數(shù)與位控等高性能模塊等。

PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。第九章可編程序控制器PLC概述第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

基本內(nèi)容1）掌握晶閘管的基本工作原理、特性；2）了解基本可控整流電路的工作原理及其特點；

晶閘管（也叫可控硅）是在60年代發(fā)展起來的一種新型電力半導(dǎo)體器件，晶閘管的出現(xiàn)起到了弱電控制與強(qiáng)電輸出之間的橋梁作用。AC—DCDC--AC

第十章電力電子學(xué)－晶閘管及其電路第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理一、晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號：晶閘管是由四層半導(dǎo)體材料疊成三個PN結(jié)，并在對應(yīng)的半導(dǎo)體材料上引出了三個電極。這三個電極分別稱為：A—陽極，G—控制極，K—陰極。第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理1、如果控制極不加電壓，晶閘管不會導(dǎo)通；2、如果控制極加控制電壓，同時陽極也加正向電壓，晶閘管保持導(dǎo)通；3、當(dāng)陽極的正向電壓小于一定程度或承受負(fù)壓，晶閘管截止。二、晶閘管的工作原理第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月三、晶閘管工作特點：起始時若控制極不加電壓，則不論陽極加正向電壓還是反向電壓，晶閘管均不導(dǎo)通，這說明晶閘管具有正、反向阻斷能力；晶閘管的陽極和控制極同時加正向電壓時晶閘管才能導(dǎo)通，這是晶閘管導(dǎo)通必須同時具備的兩個條件；在晶閘管導(dǎo)通之后，其控制極就失去控制作用，欲使晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)，必須把陽極正向電壓降