《驅(qū)動系統(tǒng)原理》課件

《驅(qū)動系統(tǒng)原理》PPT課件本課程介紹驅(qū)動系統(tǒng)原理，涵蓋電機、電力電子、運動控制等方面。旨在幫助學(xué)生掌握驅(qū)動系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，并能夠進(jìn)行簡單的應(yīng)用設(shè)計。課程簡介目標(biāo)群體機械、電氣、自動化等相關(guān)專業(yè)學(xué)生課程內(nèi)容涵蓋驅(qū)動系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，如電機原理、電力電子器件、運動控制系統(tǒng)等課程目標(biāo)了解驅(qū)動系統(tǒng)掌握驅(qū)動系統(tǒng)的基本概念、組成和工作原理掌握電機知識了解各種類型電機的工作原理、特性和應(yīng)用掌握電力電子技術(shù)了解電力電子器件在驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用了解運動控制系統(tǒng)掌握運動控制系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用驅(qū)動系統(tǒng)概述1定義驅(qū)動系統(tǒng)是指將能量轉(zhuǎn)換為機械運動的系統(tǒng)2作用實現(xiàn)機械運動的控制和驅(qū)動，完成各種任務(wù)3應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各個領(lǐng)域典型驅(qū)動系統(tǒng)組成電源為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理電機將電能轉(zhuǎn)換為機械能傳動機構(gòu)將電機輸出的機械能傳遞到負(fù)載電機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理定子提供磁場，一般由線圈繞制而成轉(zhuǎn)子在定子磁場作用下旋轉(zhuǎn)，一般由鐵芯和繞組構(gòu)成電流流過電機線圈產(chǎn)生磁場，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)常用電機類型及特點直流電機結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)速易于調(diào)節(jié)交流電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但效率高，功率大步進(jìn)電機能夠?qū)崿F(xiàn)精確的步進(jìn)運動，常用于控制系統(tǒng)直流電機的工作原理1電流流過定子線圈，產(chǎn)生磁場2轉(zhuǎn)子線圈中的電流受到定子磁場作用，產(chǎn)生磁力矩3轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢4感應(yīng)電動勢與電源電壓形成回路，驅(qū)動電流流過轉(zhuǎn)子線圈直流電機的分類他勵式定子線圈由獨立電源供電并勵式定子線圈與轉(zhuǎn)子線圈并聯(lián)串勵式定子線圈與轉(zhuǎn)子線圈串聯(lián)直流電機的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性1轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速降低2轉(zhuǎn)矩隨著負(fù)載增加，轉(zhuǎn)矩增加3特性轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比直流電機的電壓-電流特性1電壓電壓增加，電流增加2電流電流增加，電機轉(zhuǎn)速增加3特性電流與電壓成正比直流電機的啟動與調(diào)速1啟動使用啟動器，限制啟動電流，防止電機過載2調(diào)速通過改變電機勵磁電流或電樞電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速3方法采用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，實現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)速控制交流電機的基本特點結(jié)構(gòu)簡單無需電刷，維護(hù)方便效率高功率大，適用于高負(fù)載應(yīng)用應(yīng)用廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各個領(lǐng)域異步電機的工作原理1定子繞組通入交流電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場2轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電流3感應(yīng)電流與定子磁場相互作用，產(chǎn)生磁力矩4轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)，并逐漸趨近于同步轉(zhuǎn)速異步電機的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性1轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速降低2轉(zhuǎn)矩隨著負(fù)載增加，轉(zhuǎn)矩增加3特性轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間存在非線性關(guān)系同步電機的工作原理1定子繞組通入交流電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場2轉(zhuǎn)子繞組勵磁，產(chǎn)生與定子磁場同步旋轉(zhuǎn)的磁場3轉(zhuǎn)子磁場與定子磁場相互作用，產(chǎn)生磁力矩4轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與定子磁場轉(zhuǎn)速相同同步電機的特點與應(yīng)用特點轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，功率因素高，效率高應(yīng)用應(yīng)用于發(fā)電機、電動機、風(fēng)力發(fā)電等步進(jìn)電機的工作原理定子具有多個線圈，可產(chǎn)生不同的磁極轉(zhuǎn)子具有永久磁鐵或鐵芯，受到定子磁場作用脈沖信號控制定子線圈通電順序，使轉(zhuǎn)子按步進(jìn)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機的驅(qū)動方式1單相驅(qū)動僅控制一個線圈通電2雙相驅(qū)動同時控制兩個線圈通電，提高轉(zhuǎn)矩和精度3多相驅(qū)動控制多個線圈通電，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩和精度電力電子器件在驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用晶體管用于電流控制和開關(guān)二極管用于整流和保護(hù)電路晶閘管用于大功率開關(guān)，控制電機啟動和調(diào)速半導(dǎo)體驅(qū)動技術(shù)定義利用半導(dǎo)體器件實現(xiàn)電機驅(qū)動和控制特點效率高，體積小，可靠性高應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種驅(qū)動系統(tǒng)矢量控制技術(shù)1測量電機電流和速度信息2利用矢量控制算法，計算電機轉(zhuǎn)矩和磁通3根據(jù)計算結(jié)果，生成控制信號4控制信號驅(qū)動電力電子器件，調(diào)節(jié)電機運行PWM調(diào)制技術(shù)定義通過改變脈沖寬度來調(diào)節(jié)輸出電壓特點效率高，控制精度高，適用于各種電機應(yīng)用廣泛應(yīng)用于電機調(diào)速、電源轉(zhuǎn)換等自適應(yīng)控制技術(shù)定義能夠根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)變化自動調(diào)整控制策略特點適應(yīng)性強，能夠應(yīng)對系統(tǒng)參數(shù)變化應(yīng)用用于提高驅(qū)動系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性感應(yīng)器及其在驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用編碼器測量電機轉(zhuǎn)速和位置電流傳感器測量電機電流溫度傳感器監(jiān)測電機溫度伺服驅(qū)動系統(tǒng)的組成與特點1組成包括伺服電機、伺服驅(qū)動器、控制系統(tǒng)2特點高精度、高響應(yīng)速度、高穩(wěn)定性3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、機器人、航空航天等領(lǐng)域運動控制系統(tǒng)的特點與應(yīng)用特點能夠控制物體運動軌跡、速度、加速度等應(yīng)用廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人、數(shù)控機床、自動化生產(chǎn)線等驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用案例分析案例一電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)案例二工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)案例三數(shù)控機床驅(qū)動系統(tǒng)課程總結(jié)