《機(jī)電傳動(dòng)控制》PPT課件

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1、機(jī)電傳動(dòng)控制緒論機(jī)電傳動(dòng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用電能的廣泛應(yīng)用動(dòng)力源----------電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)生產(chǎn)機(jī)械課程特點(diǎn):綜合性、應(yīng)用性、系統(tǒng)性1.1機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)機(jī)電傳動(dòng)：是指以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)之總稱。目的：是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及速度調(diào)節(jié)，滿足各種生產(chǎn)工藝過程的要求，保證生產(chǎn)過程正常進(jìn)行。任務(wù)：廣義上指使生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)線、車間甚至整個(gè)工廠都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；從狹義上專門指電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械。1.2機(jī)電傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的發(fā)展概況經(jīng)歷了成組拖動(dòng)、單機(jī)拖動(dòng)和多電機(jī)拖動(dòng)三個(gè)階段成組

2、拖動(dòng)：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一根天軸，再由天軸通過帶輪和傳動(dòng)帶分別拖動(dòng)各生產(chǎn)機(jī)械。特點(diǎn)：效率低，故障影響廣。單機(jī)拖動(dòng)：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)機(jī)械。特點(diǎn)：如果動(dòng)力部件較多時(shí)，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜。多電機(jī)拖動(dòng)：一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的每一運(yùn)動(dòng)部件專門由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。特點(diǎn)：簡化生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制靈活，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。1.3課程的性質(zhì)和任務(wù)機(jī)電傳動(dòng)控制成為一門綜合性課程電控制分為強(qiáng)電控制、弱電控制二大類．機(jī)電傳動(dòng)控制屬于強(qiáng)電控制系統(tǒng)．包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、控制電機(jī)電器、電力拖動(dòng)、繼電器-接觸器控制、可編程序控制、電力電子技術(shù)、檢測技術(shù)、直流

3、伺服、交流伺服、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服等強(qiáng)電控制的內(nèi)容。突出應(yīng)用性第二章機(jī)電傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.1機(jī)電傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程式（圖１－１）TM-TL=Jdω/dt式中：TM－－電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩。TL－－單軸傳動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩J－－轉(zhuǎn)動(dòng)慣量ω－－傳動(dòng)系統(tǒng)的角速度意義：１）當(dāng)TM＝TL時(shí)；２）當(dāng)TM＞TL時(shí)；３）當(dāng)TM＜TL時(shí)；考慮：方向性問題１）拖動(dòng)：TM與n轉(zhuǎn)動(dòng)相同；２）制動(dòng)：TM與n轉(zhuǎn)動(dòng)相反。當(dāng)Tm>TL時(shí)，加速當(dāng)Tm

4、動(dòng)）反之為負(fù)（制動(dòng)）TL：與n反向時(shí)為正（制動(dòng)）反之為負(fù)（拖動(dòng)）解釋：提升重物升：Tm為正，TL正降：TL為負(fù)，Tm負(fù)（制動(dòng)）第5頁2個(gè)圖§2.3生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性機(jī)械特性：生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸（電機(jī)軸）上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系。分為以下幾種§2.3.1恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，TL＝C可分為:反抗（摩擦）與n同號(hào)（總制動(dòng)）位能方向一定反抗轉(zhuǎn)矩位能轉(zhuǎn)矩離心式風(fēng)機(jī)例切削力吊重物２.２負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算此部分請(qǐng)自學(xué)。2.3機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載特性2.3.1恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性（圖1-10，1-1

5、1）負(fù)載特性:負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)?？煞譃榉纯剐赞D(zhuǎn)矩和位能性轉(zhuǎn)矩兩種。反抗性轉(zhuǎn)矩：方向與運(yùn)動(dòng)方向相反；例如：機(jī)床加工切削力所產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩位能性轉(zhuǎn)矩：具有固定的方向。例如：起重機(jī)提升重物和放下重物。2.3.2離心式通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性（圖1-13）特點(diǎn)：負(fù)載是按離心力原理工作。負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與n的二次方成正比。2.3.3直線型負(fù)載轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL隨n增加成正比的增加。2.3.3恒功率負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL隨n增加成反比的變化。例如：機(jī)床加工2.4機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的的條件含義:一是系統(tǒng)能以一定速度穩(wěn)定運(yùn)行;

6、二是能經(jīng)受干擾上次課復(fù)習(xí)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程:TM-TL=Jdω/dt（注意各轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系）各種生產(chǎn)機(jī)械的特性:1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性；2、離心式通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性；3、直線型負(fù)載轉(zhuǎn)矩4、恒功率負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性穩(wěn)定運(yùn)行的的條件（TM與TL關(guān)系）第三章直流電機(jī)的工作原理電機(jī)的分類：a發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)b直流，交流、步進(jìn)特點(diǎn)：直流電動(dòng)機(jī)：可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速（優(yōu)點(diǎn)）,在傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)中應(yīng)用多交流電動(dòng)機(jī)：簡單、便宜、但調(diào)速復(fù)雜步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：用脈沖工作、易于數(shù)字控制直流發(fā)電機(jī)：一般用來為直流電動(dòng)機(jī)配套；但可控硅取代很多的發(fā)電機(jī)

7、3.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和原理3.1.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)一、主要部件：勵(lì)硅繞組（定子線圈）用來產(chǎn)生磁場電樞繞組（轉(zhuǎn)子線圈）通有工作電流換向器保持電樞繞組的電流方向不變鐵芯（定子、轉(zhuǎn)子）導(dǎo)磁及支撐二、各部分的作用：定子：在電機(jī)中固定不動(dòng)的部分（主磁極、電刷等）稱為定子。轉(zhuǎn)子：隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的部分（線圈、電樞鐵芯、換向器等）稱為轉(zhuǎn)子（或稱為電樞）。氣隙：定、轉(zhuǎn)子之間有一空隙，稱為氣隙。主磁極、換向極、電刷裝置示意圖主磁極與換向極示意圖電刷裝置圖轉(zhuǎn)子作用（電樞）轉(zhuǎn)子由電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸等組成。電樞鐵芯一般用

8、0.5mm涂過絕緣漆的硅鋼片疊壓而成，作用是嵌放電樞繞組，同時(shí)它又是電機(jī)主磁路的一部分。電樞繞組由絕緣導(dǎo)線繞制成的線圈（又稱繞組元件）按一定規(guī)律聯(lián)接組成，每個(gè)元件兩個(gè)有效邊分別嵌放在電樞鐵芯表面的槽內(nèi)，元件的兩個(gè)出線端分別與兩個(gè)換向片相連。電樞繞組的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電磁轉(zhuǎn)矩，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的樞紐。換向器換向器由許多相互絕緣的換向片組成，作用是將電樞繞組中的交流電整流成刷間的直流電或?qū)⑺㈤g的直