机电传动控制
机电传动控制
复习大纲要点1.机电传动控制的概念机电传动控制是指驱动生产机械的电动机和控制电动机的一整套电气系统。
2. 直流电动机的调速方法有分别哪三种?（1）改变电枢电路串接（2）改变电动机电枢供电电压（3）改变电动机主磁通3. 使步进电动机工作的根本原因。
错齿4. 对于他励直流电动机,当降低电枢电压时,电动机的转速将降低。
转子电路串电阻时,电动机转速将降低。
5.他励直流电动机的制动方法有哪些?各有何特点?（1）反馈制动。
特点：效果好，但所需的设备较复杂，适用于电动-发电-电动系统，或可逆可控硅供电系统。
（2）反接制动。
特点：制动速度快，需加装反转接触器、限流电阻和速度方向继电器。
（3）能耗制动。
电动机在电动状态运行时，若把外加电枢电压U 突然降为0，而将电枢串接一个附加电阻Rad 短接起来，便能进入能耗制动状态。
特点：线路简单，制动时间一般，需加制动接触器、制动电阻、和制动时间继电器。
6. 他励直流电动机的额定电流和额定转矩公式?）（Φ=t a K T I N N N N n P 55.9P T ==ω7. 异步电动机定子绕组的连接方式的选择三相电动机的定子绕组有星型（Y ）和三角形（Δ）两种不同的接法。
连接方式的选择和普通三相负载一样，需视电源的线电压而定。
如果接入电动机的电源的线电压等于电动机的额定相电压（即每组绕组的额定电压），那么，它的绕组应该接成三角形；如果电源的线电压是电动机额定相电压的√3倍，那么，它的绕组应接为星形。
8. 异步电动机有哪几种调速方法?各有何特点?（1）变极对数调速。
特点：(1)具有较硬的机械特性，稳定性良好; (2)无转差损耗，效率高;(3)接线简单、控制方便、价格低;(4)有级调速，级差较大，不能获得平滑调速;(5)可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
（2）变转差率调速。
机电传动控制第五版课后答案--最全版
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科，对于相关专业的学生和从业者来说，掌握这门课程的知识至关重要。
而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。
以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案，希望能对您的学习有所帮助。
第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求，以满足生产的需要，提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统由哪些部分组成？答：机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。
电动机作为动力源，将电能转化为机械能；传动机构用于传递动力和改变运动形式；生产机械是工作对象；控制系统用于控制电动机的运行状态；电源则为整个系统提供电能。
3、机电传动系统的运动方程式是什么？其含义是什么？答：运动方程式为 T M T L ＝J(dω/dt) 。
其中，T M 是电动机产生的电磁转矩，T L 是负载转矩，J 是转动惯量，ω 是角速度，dω/dt 是角加速度。
该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系，当 T M ＞ T L 时，系统加速；当 T M ＜ T L 时，系统减速；当 T M ＝ T L 时，系统以恒定速度运行。
第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响？答：转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。
在机电传动系统中，由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩，转动惯量越大，系统的加速和减速过程就越困难，响应速度越慢。
因此，在设计和分析机电传动系统时，需要考虑转动惯量的影响，以确保系统的性能和稳定性。
2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么？答：多轴传动系统等效为单轴系统的原则是：系统传递的功率不变，等效前后系统的动能相等。
3、如何计算机电传动系统的动态转矩？答：动态转矩 T d ＝ T M T L ，其中 T M 是电动机的电磁转矩，TL 是负载转矩。
机电传动控制(全套课件250P)
9.55F N vm / s TL c nr / min 2.对直线运动（上升）：
3.对直线运动（下降）： TL
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9.55 c F N vm / s nr / min
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2．3 生产机械的机械特性 在同一轴上，负载转矩和转速之间的函数关系，称为生产机 械的机械特性。 一、恒转矩型机械特性
速度。
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二、机电系统稳定运行的条件
1. 必要条件
电动机的输出转矩T和负载转矩TL大小相等，方向相反。 n=f(T)和n=f(TL)必须有交点，交点被称为平衡点。
2. 充分条件 系统受到干扰后，要具有恢复到原平衡状态的能力，即：
当干扰使速度上升时，有 T<TL ；
当干扰使速度下降时，有T>TL 。这是稳定运行的充分条件。 符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
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四、T、TL 、n的参考方向 以ω（或n）的转动方向为参考来确定转矩的正负。
拖动转距促进运动；制动转距阻碍运动。 1. T的符号与性质 当T的方向与n同向时，符号与n相同；T为 拖动转矩 当T的方向与n反向时，符号与n相反；T为制动转矩 2. TL的符号与性质 当TL的方向与n同向时，符号与n相反；TL为 拖动转矩 当TL的方向与n反向时，符号与n相同；TL为制动转矩
1）可以实现无级调节 2）特性曲线互相平行，机械特
性硬度不变，调速范围较大；
3）恒转矩调速 4）U≤UN，n≤nN
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3．改变电动机主磁通
UN Ra n T 2 K e 9.55( K e )
1）可以实现无级调节 2）随着Φ 的减小，n0增加，k 变大，特性变软； 3）恒功率调速 4）Φ ≤Φ N，n≥nN
机电传动控制-1
1 绪论1.1 机电传动控制的目的和任务机电传动也称电力拖动或电力传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称。
其目的是将电能转变成机械能，实现生产机械的起动/停止和速度调节，以满足生产工艺过程的要求，保证生产过程正常进行。
因此，机电传动控制包括用于拖动生产机械的电动机以及电动机控制系统两大部分。
在现代化生产中，生产机械的先进性和电气自动化程度反映了工业生产发展的水平。
现代化机械设备和生产系统已不再是传统的单纯机械系统，而是机电一体化的综合系统。
机电传动控制已成为现代化机械的重要组成部分。
机电传动控制的任务从狭义上讲，是通过控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用；而从广义上讲，则是使生产机械设备、生产线、车间乃至整个工厂实现自动化。
随着现代化生产的发展，生产机械或生产过程对机电传动控制的要求越来越高。
例如：一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；为了保证加工精度和粗糙度，重型镗床要求在极低的速度下稳定进给，因此要求系统的调速范围很宽；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械操作频繁，要求在不到1s 的时间内就能完成正反转切换，因此要求系统能够快速起动、制动和换向；对于电梯等提升机构，要求起停平稳，并能够准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机或造纸机，要求各机架或各部分之间保持一定的转速关系，以便协调运转；为了提高效率，要求对由数台或数十台设备组成的自动生产线实行统一控制和管理。
上述这些要求都要依靠机电传动控制来实现。
随着计算机技术、微电子技术、自动控制理论、精密测量技术、电动机和电器制造业及自动化元件的发展，机电传动控制正在不断创新与发展，如直流或交流无级调速控制系统取代了复杂笨重的变速箱系统，简化了生产机械的结构，使生产机械向性能优良、运行可靠、体积小、重量轻、自动化方向发展。
因此，在现代化生产中，机电传动控制具有极其重要的地位。
《机电传动控制》课件
感应电机
基于电磁感应原理，具有成本低 、可靠性高的优点，在工业自动 化、家用电器等领域广泛应用。
先进控制算法的研究与应用
滑模控制
01
通过在状态空间中设计滑模面并选择合适的切换规则，实现对
系统状态的快速响应和鲁棒性。
模糊控制
02
பைடு நூலகம்
利用模糊集合理论将不确定性因素转化为可计算的语言变量，
实现对复杂系统的有效控制。
03
机电传动控制系统的设计与实现
系统需求分析与设计
需求分析
明确系统的功能要求、性能指标和约束条件，为后续 设计提供依据。
总体设计
根据需求分析，确定系统的总体架构、组成模块和相 互关系。
详细设计
对每个模块进行详细设计，包括电路设计、机械结构 设计、软件设计等。
控制算法的选择与实现
算法选择
根据系统需求和性能要求， 选择合适的控制算法，如PID 控制、模糊控制等。
机床的运动状态和加工参数。
数控机床控制系统的应用范围包括航空、航天、汽车、模具等领域，为 现代制造业的发展提供了重要的技术支持。
智能家居控制系统
智能家居控制系统是实现家庭智能化和舒适化的重要手段 之一，它通过控制家庭设备的开关、调节设备的运行状态 和参数等，为家庭生活提供便利和舒适。
智能家居控制系统通常采用无线通信和网络技术，实现家 庭设备的互联互通和控制，同时通过传感器和执行器，实 时监测和调整家庭设备的运行状态和环境参数。
步进电机
利用脉冲信号控制电机转子步 进旋转的原理，实现精确的角
度和位置控制。
伺服电机
利用伺服系统控制电机旋转角 度和速度的原理，实现高精度
和高动态性能的控制。
控制器类型与工作原理
机电传动控制
对于进给运动的传动系统即晶闸管直流调速系统是由给定电压、前置放大、移相触发器、晶闸管整流器、直流电动机及各种反馈环节组成；主回路采用单相半控桥式整流线路，电动机的正、反转由接触器FKM、RKM控制，用整流元件均设有阻容保护元件，电动机的制动采用能耗制动，制动时接触器KM动作，将电阻R并接在电枢两端；有一个相位可移动的能够改变控制角a的触发器脉冲装置，采用了以同步信号为锯齿波移负反馈相控制的触发线路，整个触发器由锯齿波形成、移相控制、脉冲形成三个环节组成；前置放大器可提高系统的放大倍数，增加调速系统的精度，在放大器的输入端还加有采用深度速度负反馈、电压微分（软）负反馈环节、电流微分负反馈环节、电流截止负反馈环节。
第
一机电传动控制系统主要有直流传动控制系统和交流传动控制系统。它由电机、电器、电子部件组合而成。从自动控制系统的原理又可分为开环控制系统和闭环控制系统（反馈控制系统）。
二机械与电气调速方法常有机械的、电气的、液压的、气动的几种。
机电传动控制系统调速方案主要是根据生产机械对调速系统提出的调速技术指标来选择的，有静态指标和动态指标。静态指标主要有静差度、调速范围、调速的平滑度；动态指标有过渡时间、最大超调量、震荡次数等。
4．直流脉宽调制（PWM）调速系统
与晶闸管直流调速系统比较，其特点：主电路所需的功率元件少、控制线路简单、直流脉宽调制放大器的开关频率一般在1 5kHZ，有的甚至可达10kHZ、直流脉宽调制放大器的电压放大系数不随输出电压的改变而改变。
主要组成部分：主电路（功率开关放大器），按输出极性有单极性输出和双极性输出之分，而双极性输出的主电路又分为H型和T型两类，H型脉宽放大器又可分为单极性和双极性两种；控制电路包括速度调节器ASR和电流调节器ACR、三角波发生器、电压-脉冲变换器、脉冲分配器及功率放大及其他控制电路。
教案-机电传动控制
教案机电传动控制一、教学目标1. 了解机电传动控制的基本概念和原理。
2. 掌握机电传动控制系统的组成和功能。
3. 学会分析机电传动控制系统的性能和优化方法。
4. 能够应用机电传动控制原理解决实际工程问题。
二、教学内容1. 机电传动控制的基本概念机电传动控制的定义机电传动控制的特点和应用领域2. 机电传动控制系统的组成电机及其控制原理传动机构及其控制原理控制器及其控制算法3. 机电传动控制系统的功能速度控制位置控制力矩控制4. 机电传动控制系统的性能分析动态性能分析静态性能分析稳态性能分析5. 机电传动控制系统的优化方法PID控制算法优化模糊控制算法优化自适应控制算法优化三、教学方法1. 讲授法：通过讲解机电传动控制的基本概念、原理和功能，使学生掌握相关知识。
2. 案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生了解机电传动控制系统的应用和性能分析。
3. 实验法：通过进行机电传动控制实验，使学生掌握机电传动控制系统的实际操作和优化方法。
四、教学资源1. 教材：机电传动控制教材，用于学生学习和参考。
2. 实验设备：电机、传动机构、控制器等实验设备，用于学生进行实验操作。
3. 多媒体教学设备：用于展示教学内容和实验结果。
五、教学评估1. 课堂参与度：通过提问和讨论，评估学生对机电传动控制的理解和掌握程度。
2. 实验报告：通过学生提交的实验报告，评估学生对机电传动控制系统的实际操作和优化能力的掌握程度。
3. 期末考试：通过期末考试，评估学生对机电传动控制知识的全面理解和应用能力。
六、教学计划1. 课时安排：本课程共计32课时，包括16次授课和16次实验。
2. 授课安排：每次授课2课时，共计16课时。
3. 实验安排：每次实验2课时，共计16课时。
七、教学活动1. 授课活动：通过讲解、案例分析和互动讨论等方式，传授机电传动控制的基本概念、原理和功能。
2. 实验活动：进行机电传动控制实验，使学生掌握机电传动控制系统的实际操作和优化方法。
机电传动控制教案
机电传动控制教案第一章：机电传动控制概述1.1 教学目标了解机电传动控制的基本概念、分类及应用范围。
掌握机电传动控制系统的组成及其工作原理。
1.2 教学内容机电传动控制的概念与分类机电传动控制系统的组成机电传动控制的应用实例1.3 教学方法采用讲授法，讲解机电传动控制的基本概念、分类及应用范围。
通过案例分析，使学生了解机电传动控制系统的组成及其工作原理。
1.4 教学资源教材：《机电传动控制》课件：机电传动控制概述1.5 教学评价课堂问答：了解学生对机电传动控制的基本概念、分类的掌握情况。
课后作业：分析机电传动控制系统的组成及其工作原理。
第二章：机电传动控制系统的组成2.1 教学目标掌握机电传动控制系统的组成及其作用。
了解机电传动控制系统中各组成部分的基本原理。
2.2 教学内容机电传动控制系统的组成各组成部分的作用及基本原理2.3 教学方法采用讲授法，讲解机电传动控制系统的组成及其作用。
通过实例分析，使学生了解机电传动控制系统中各组成部分的基本原理。
2.4 教学资源教材：《机电传动控制》课件：机电传动控制系统的组成2.5 教学评价课堂问答：了解学生对机电传动控制系统组成的掌握情况。
课后作业：分析机电传动控制系统中各组成部分的基本原理。
第三章：机电传动控制装置3.1 教学目标掌握机电传动控制装置的类型及工作原理。
了解机电传动控制装置在实际应用中的选择及安装。
3.2 教学内容机电传动控制装置的类型机电传动控制装置的工作原理机电传动控制装置的选择及安装3.3 教学方法采用讲授法，讲解机电传动控制装置的类型及工作原理。
通过案例分析，使学生了解机电传动控制装置在实际应用中的选择及安装。
3.4 教学资源教材：《机电传动控制》课件：机电传动控制装置3.5 教学评价课堂问答：了解学生对机电传动控制装置的类型及工作原理的掌握情况。
课后作业：分析机电传动控制装置在实际应用中的选择及安装。
第四章：机电传动控制电路4.1 教学目标掌握机电传动控制电路的组成及工作原理。
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机电传动控制》教学大纲
一、课程的性质与任务
机电传动控制课程是高等学校工科专业学生的一门必修的重要专业必修课。
机电传动的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、速度调节、制动或停车，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常运行。
因此要求学生掌握交流电动机、直流电机以及控制电机的工作原理及特性，并掌握电机的基本选择方法和控制方法以及机电传动控制系统的组成，提高解决工程实际问题的能力，以便在以后的工作中为提高工业自动化水平发挥更大的作用。
二、课程的教学内容、基本要求及学时分配
（一）教学内容
1.机电传动系统的动力学基础
结合机械原理、理论力学基础，分析机电传动动力学方程及有关参量的折算。
加强学生对机电传动系统稳定运行的分析能力。
2．直流电机的工作原理和机械特性
使学生对直流电机（包括电动机、发电机）的基本结构作一般了解，重点介
绍直流电机的工作原理及其机械特性；直流电动机的启动、调速和制动特性及其
的基本参数的计算方法和控制方式。
3. 机电传动系统的过渡过程
结合动力学，给学生导出机电传动系统的过渡过程的基本结论，使学生掌握加快机电传动系统的过渡过程基本方法。
4. 交流电动机的工作原理和特性
介绍交流电动机的基本结构，重点讲授交流电动机的工作原理和机械特性及启动、调速、制动等特性及其基本参数的计算方法和控制方式，以应用实例加深理解5. 控制电机
介绍几种常用控制电机的基本结构特点和基本工作原理，使学生对它们的应用用有初步的了解，其中重点介绍步进电机的结构和工作原理及其控制方式。
6. 机电传动控制系统中的电动机选择
结合电动机工作和停车时发热与冷却的规律，重点介绍电动机容量选择原则
和方法。
7. 继电器-接触器控制系统
常用控制电器与执行电器一般介绍，重点介绍继电器-接触器控制系统中的常用基本线路设计原则及方法；及其控制线路设计中应注意的问题。
8.机电传动控制系统实验
直流电机的机械特性及其启动、调速、制动等特性实验；
交流电动机的机械特性及其启动、调速、制动等特性实验；
步进电机的控制实验；
常用继电器-接触器控制线路实验。
（二）基本要求
1．掌握机电传动系统中的转距、转动惯量、飞轮转距的折算及稳定运行的条件；2．掌握直流电动机的工作原理及其启动、调速和制动特性及计算和控制方式；3．掌握直流电动机的工作原理及其启动、调速和制动特性及计算和控制方式；4．掌握电动机容量选择原则和方法；
5．掌握继电器-接触器控制系统中的常用基本线路设计原则及方法。
（三）学时分配
本课程的教学时数为40 学时，课内学时分配如下表：
（四）课程内容的重点、难点
1.机电传动系统的动力学基础
重点：机电传动动力学方程。
难点：机电传动系统中的转距、转动惯量、飞轮转距的折算及稳定运行的条件。
2. 直流电机的工作原理和机械特性
重点：直流电机的工作原理及其机械特性。
难点：直流电动机的启动、调速和制动特性的基本参数的计算和控制方式。
3. 机电传动系统的过渡过程
重点：分析研究过渡过程产生的原因。
难点：加快机电传动系统的过渡过程基本方法。
4. 交流电动机的工作原理和特性
重点：交流电动机的工作原理和机械特性。
难点：交流电动机的启动、调速、制动等特性的基本参数的计算和控制方式。
5．控制电机
重点：控制电机的基本结构特点和基本工作原理。
难点：控制电机的工作原理及其控制方式。
6．机电传动控制系统中的电动机选择
重点：电动机容量选择原则和方法。
难点：电动机工作和停车时发热与冷却的规律。
7．继电器-接触器控制系统
重点：继电器-接触器控制系统中的常用基本线路设计原则及方法。
难点：控制线路设计。
三、课程改革与特色
本门课程强调基本理论的实际应用，围绕着电力拖动分析电动机的机械特性及应用,选用了多个应用实例来结合理论教学，并开设了实验课，促进学生掌握电机的基本选择方法和控制方法以及机电传动控制系统的组成，提高解决工程实际问题的能力，以便在以后的工作中为提高工业自动化水平发挥更大的作用。