机电传动控制课程总结
机电传动控制重点内容总结
E Ken TM KmIa
直流他励电动机的机械特性 机械特性的一般形式
n
U
K e
Ra
K e
Ia
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Ke K M
2
T
固有机械特性
人为机械特性
n
U
K e
第十三章 步进电动机控制系统
步进电动机的结构与工作原理
齿数、相数 通电方式 步距角 主要特性
第十四章 电机的选择
• 电机容量的选择原则 • 电机的发热和冷却 • 不同工作制下电机容量的选择 • 等效功率，力矩的折算 • 电机种类，电压，转速，结构的选择
工作原理
旋转磁场的旋转速度 旋转磁场的旋转方向 转子的旋转速度
三相交流电动机的额定参数
定子绕组的连接方法 额定参数 连接方法的选用
n0
60 f p
S n0 n n0
三相交流电动机的转矩特性
Sm
R2 X 20
n0 nm n0
特点
恒转矩调速特性 恒功率调速特性
直流他励电动机的制动特性 反馈制动产生的原因、制动过程与特点 反接制动产生的原因、制动过程与特点 能耗制动作用与特点
第四章过渡过程
• 过渡过程分析 • 机电时间常数 • 加快过渡过程的方法
第五章 交流电动机的工作原理及特性
三相交流电动机的基本结构和工作原理 基本结构 定子 转子
Ra
Ke K M
2
T
U E Ia Ra
机电传动控制-小结3
基本概念
1.按结构分类 整体式：①单元式 组合式：②模块式 ③叠装式 2.按控制规模分类 ①微型机 控制点数在100点左右。 ②小型机 控制点数在250点左右。 ③中型机 控制点数在500～1000点。 ④大型机 控制点数在1000点以上。 ⑤超大型机 控制点数可达上万点，甚至于几万点。 3.按生产厂家分类 ①德国：西门子公司 ②日本：三菱公司、OMRON公司 ③美国：GE公司、AB公司
机 电 传 动 控 制
⑵ P190 题5-12
“第5、6章” 小结
第5章 控制电器与继电器-接触器控制系统
机 电 传 动 控 制
⑶ P191 题5-17
“第5、6章” 小结 第6章 可编程序控制器 基本要求
① ② ③ ④ 了解可编程序控制器的基本结构和基本工作过程； 掌握PLC内部等效继电器电路的等效思路； 熟悉PLC的指令系统； 掌握PLC的编程方法和开发步骤。
③
输 入 单 元
④ ①
电源
③
输 出 单 元
中央处理单元 （CPU）
用 户 输 出 设 备
⑤
⑤外
设 接 口
② 存储器
系统程序 存储器 用户程序 存储器
I/O 扩 展 口
③
③
I/O扩展单元 特殊功能单元
一、中央处理单元 四、电源
…
整体式PLC组成示意图
二、存储器 三、输入/输出模块 五、外部设备
“第5、6章” 小结 第6章 可编程序控制器
七、举例
程序设计
★①画出PLC的I/O配置图 ②设计PLC的状态转移图
前进 后退 延时 前进
机 电 传 动 控 制
台车往复运动控制
后退
机电传动控制课程总结
第三章 电气控制线路分析与设计
（一）主要内容 1、电气控制线路的分析方法。 2、电气控制线路分析举例。 3、电气控制系统设计内容及要求。 4、电气控制系统设计举例。
机械工程学院
（二）教学目的
1、了解电气控制线路的几种分析方法。 2、掌握用查线读图法和逻辑代数法分析电气控制线 路。 3、了解电气控制系统设计的内容及要求。 4、掌握电气控制系统设计的两种常用方法。
机械工程学院
第六章 交直流电机无级调速控制
（一）主要内容 1、交直流电机无级调速的基础知识。 2、交直流电机无级调速系统。 3、变频器原理及应用。
机械工程学院
（二）教学目的
1、了解交直流电机无级调速的基础知识。 2、了解交直流电机无级调速的常见系统。 3、了解变频器原理及应用。
机械工程学院
和同学们说几句话
1、课堂讲授内容是个人对这门前沿技术的理解，纯 属一管之见。希望同学们独立思考，勇于提出不同意见， 勇于实践。
2、工程问题不是数学问题，没有唯一解。一个好的 工程设计，就是抓住了客观事物的主要矛盾，处理好了事 物各要素间的对立统一关系，从而达到了趋利避害的合理 状态 。
机械工程学院
3、“对自己学习的课程不要厌倦，要喜欢它。各门 知识都有艰难和有趣的两面性，开始时难以理解，一旦领 悟，便豁然开朗。忘掉它是学习，而要当成游戏法则，就 会很有兴趣了。”
3、掌握梯形图PLC控制系统设计
（一）主要内容 1、PLC控制系统设计的原则和步骤。 2、PLC的选择。 3、PLC控制系统的设计文件。 4、PLC控制系统设计举例 。
机械工程学院
（二）教学目的
1、了解PLC控制系统设计的原则和步骤。 2、熟悉PLC控制系统的设计文件。 3、掌握简单PLC控制系统设计的方法。
机电传动控制总结
1.如何建立单轴和多轴机电传动系统的运动方程式。
为了对多轴机电传动系统进行运行状态的分析，一般是将多轴拖动系统等效折算为单轴系统。
将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到某一根轴上，一般折算到电动机轴上。
折算的原则是：折算前后系统总的能量关系和功率关系保持不变。
2. 举例分析恒转矩型负载特性特点：负载转矩TL与转速n无关，即不管转速怎样变化，负载转矩不变。
反抗性恒转矩负载：转矩大小恒定不变；作用方向始终与速度n的方向相反。
位能性恒转矩负载：转矩大小恒定不变；作用方向与速度n的方向无关。
3. 机电传动系统稳定运行的条件（1）机电系统稳定运行的含义⏹系统应能以一定速度匀速运行；⏹系统受某种外部干扰（如电压波动、负载转矩波动等）使运行速度发生变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。
（2）机电系统稳定运行的必要条件电动机的输出转矩T M和折算到电动机轴上的负载转矩T L大小相等，方向相反，相互平衡。
即：电动机的机械特性曲线n=f(T M)和生产机械的机械特性曲线n=f(T L)必须有交点，交点被称为平衡点。
（3）机电系统稳定运行的充分条件: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 M<T L；当干扰使速度下降时，有T M>T L。
符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
4. 他励直流电动机特性曲线上理想空载点的意义。
T=0时的转速称为理想空载转速，用n0表示。
电动机总存在空载制动转矩，靠电动机本身的作用是不可能上升到n0“理想”含义就在这里。
5. 他励直流电动机特性曲线上堵转点的意义当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时，电动机不能启动，通常称为“堵转”。
堵转时电枢电流为I st，长时间的大电流会烧坏电枢绕组。
启动转矩就是电动机在启动瞬间（n=0）所产生的电磁转矩，也称堵转转矩。
6. 他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性的特点和区别固有机械特性指的是在额定条件（额定电压U N和额定磁通 N)下和电枢电路内不外接任何电阻时的n=f(T)人为机械特性是指人为地改变电动机的参数所得到的机械特性：1电动机电枢外加电压U2励磁磁通Φ的大小3电枢回路串接附加电阻R ad7. 他励直流电动机电枢回路串接附加电阻时其机械特性的变化情况空载速度不变随着电阻的增加，转速降落增加，即机械特性变软8. 他励直流电动机改变电枢电压时其机械特性的变化情况空载速度随着U的减小而减小转速降落不变，即特性硬度不变9. 他励直流电动机改变励磁磁通时其机械特性的变化情况理想空载转速随磁通减小而增加转速降随磁通的减小而增大，即机械特性特性变软10. 他励直流电机直接启动时启动电流非常大，为什么？其存在哪些危害？对直流电动机而言，在未启动之前n=0,E=0,而R a一般很小。
机电传动控制复习总结
稳定运行包含两重含义：1）系统应能以一定的速度匀速运转；2）系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负载转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证系统在干扰消除后能恢复到原来的运行速度。
系统稳定运行的必要充分条件（1）两机械特性有交叉点（2）在平衡点处有一速度Δn↑时，TM<TL TM-TL<0Δn↓时，TM>TL TM-TL>0a点是稳定平衡点，b点不是。
2.5.2 加快过渡过程的方法：减少系统的飞轮矩GD2（采用细长圆柱形转子）增加动态转矩Td采用多极电动机（极对数p多的）减少回路电阻Ra（减少功率放大器内阻）选用机械特性硬度大的电动机选用力矩惯量比大的电动机并励发电机工作的条件1.要有剩磁；2.励磁电流产生的磁场方向和剩磁方向相同；3.Rf’不能太大。
多段启动电阻启动的他励电动机缺点1.机械特性变软，稳定性差；2.轻载时调速范围不大；3.无级调速困难；电阻上消耗大量电能；4.启动电阻不能用来调速适用于起重机、卷扬机。
2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。
拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。
静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的额定转速。
这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。
所以为了列出系统运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。
转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω22.5为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。
机电传动控制复习总结
探讨不同类型的机电传动 装置，包括直接传动和间 接传动，以及它们的优缺 点。
机电传动控制的应ห้องสมุดไป่ตู้领域
工业领域
介绍机电传动控制在制造业中的应用，如自动化生产线和机器人。
交通运输
探讨机电传动控制在汽车、船舶和飞机等交通工具中的重要性。
能源行业
讨论机电传动控制在能源发电和输电系统中的关键角色。
机电传动控制的基本原理
链条和链轮
讨论链条和链轮的特点和用途。
机电传动控制的常见问题与故障排除
1
常见问题
列举机电传动控制中常见的问题和挑战。
2
故障排除技巧
分享故障排除的实用技巧和方法。
3
预防维护
介绍预防维护的重要性，以减少故障发生的可能性。
机电传动控制的未来发展趋势
1 智能化技术
探讨人工智能和物联网对机电传动控制的影响。
电动机原理 控制器与驱动器
传感器与反馈系统
解释电动机的工作原理和各种类型的电动机。
介绍控制器和驱动器的功能，以及它们在机电传 动控制中的作用。
探讨传感器和反馈系统在机电传动控制中的重要 性。
机电传动元件与装置
齿轮
介绍不同类型的齿轮以及它们的 应用领域。
皮带和滑轮
探讨皮带和滑轮在机电传动中的 作用和优势。
2 可持续性
讨论机电传动控制在可持续发展方面的应用。
3 先进材料
介绍新材料对机电传动控制性能的改进。
总结与展望
通过本次复习总结，我们回顾了机电传动控制的基础知识和应用领域，了解 了其基本原理和常见问题。我们对机电传动控制的未来发展趋势充满期待。
机电传动控制复习总结
欢迎参加本次机电传动控制复习总结，我们将一起回顾机电传动控制的基础 知识，并探讨其在不同应用领域中的重要性。
机电传动控制复习总结
本章学习内容
• 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理 • 5.2 三相异步电动机的定子和转子电路 • 5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性
• 5.4 三相异步电动机的启动 • 5.5 三相异步电动机的调速 • 5.6 三相异步电动机的制动
• 5.7 单相异步电动机 • 5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用
第五章 交流电动机的工原理及特性
基本要求 了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；
掌握异步电动机的工作原理，机械特性，以及启动、 调速及制动的各种方法、特点与应用：
掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法：
了解同步电动机的结构特点、工作原理、运行特性及 启动方法。
重点
掌握异步电动机的人为机械特性，因为它是分析异 步电动机启动、调速、制动工作状态的依据；
全压启动和降压启动 3. 三相鼠笼式异步电动机的降压启动方法有（）、（）和（）
定子串电阻，星形-三角形，自耦变压器。 4.三相鼠笼式异步电动机的调速法有（ ），（ ）和（ ）
变极调速，变转差率调速和变频调速
5.三相鼠笼式异步电动机的制动方式有（ ），（ ）和（ ）
反馈制动，反接制动和能耗制动
6.单相异步电动机为什么没有启动转矩？常采用哪些启动方法？ 因单相交流电产生脉动磁场，不产生旋转磁场， 所以起动转矩为0，常采用电容分相式和罩极式两种启动方法。
• 14.1 电动机容量选择的原则 • 14.2 电动机的发热与冷却 • 14.3 不同工作制下电动机容量的选择 • 14.6 电动机的种类、电压、转速和结构
型式的选择
第十四章 机电传动控制系统中电动机的选择
基本要求 1.了解电动机的容量选择应该考虑哪些因素
2.掌握三种工作制下的电动机容量的选择，特别 注意电动机运行时的允许温度、过载能力和启 动能力；
归纳与总结-机电传动
归纳与总结
一、机电传动系统的动力学基础 二、直流电动机及其电力拖动 三、交流电动机及其电力拖动 四、步进电动机 五、继电接触器控制 六、PLC原理与应用 七、电力电子学基础 八、调速系统的主要性能指标
机电传动与控制
一、机电传动系统动力学基础
1、多轴电力拖动系统简化成等效单轴系统的折算原则
机电传动与控制
三、交流电动机及其电力拖动
4、三相异步电动机的电气制动
（1）能耗制动 （2）反接制动 （3）反馈制动
3~ S1
S2 Rb
＋
If
U －
M 3~
机电传动与控制
三、交流电动机及其电力拖动
5、单相异步电动机 （1）单相异步电动机只有工作绕组通入单相交流电时：
①电机定、转子气隙中产生的磁场是脉动磁场；
机电传动与控制二、直流电动机及其电力拖动
3、直流电动机的四种励磁方式及其联接关系
+ Ia
If +
+ I Ia If
他 Ua
M
Uf
U
M
并
励－
－
－
励
+I
串U
励－
Ia
M
+I U
－
Ia If
M 复 励
机电传动与控制二、直流电动机及其电力拖动
4、他励直流电动机启动
（1）启动时励磁电源、电枢电源的送电顺序
（2）直接起动电流大
机电传动与控制
四、步进电动机
1、三相反应式步进电动机的运行方式(通电方式） 单三拍、双三拍、单双六拍
2、步进电动机步距角：β=360◦/ZN 3、步进电动机的转速：n=60f/ZN= βf/6 4、步进电动机的主要参数：
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（二）教学目的
1、了解交直流电机无级调速的基础知识。 2、了解交直流电机无级调速的常见系统。 3、了解变频器原理及应用。
和同学们说几句话
1、课堂讲授内容是个人对这门前沿技 术的理解，纯属一管之见。希望同学们独 立思考，勇于提出不同意见，勇于实践。
辑代数描述）。 3、继电-接触器控制系统的基本控制
线路（起动、正反转、制动、高低速、保 护和组合应用）。
（二）教学目的
1、了解常用低压电器的结构和工作原理。 2、熟悉常用低压电器的图形文字符号和特点。 3、掌握电气原理图的内容和绘制方法。 4、掌握电气控制电路的逻辑代数描述。 5、熟悉常用继电接触器控制系统的基本控制
第四章 可编程序控制器
（一）主要内容 1、PLC的特点、组成和工作方式。 2、PLC的编程语言。 3、FX系列PLC的基本指令系统。 4、PLC的典型功能电路。
（二）教学目的
1、了解PLC的特点、组成、工作方式 和常用编程语言。
2、熟悉FX系列PLC的基本指令系统和 PLC的典型功能电路。
3、掌握梯形图的设计规则及技巧。
线路。
第三章 电气控制线路分析与设计
（一）主要内容 1、电气控制线路的分析方法。 2、电气控制线路分析举例。 3、电气控制系统设计内容及要求。 4、电气控制系统设计举例。
（二）教学目的
1、了解电气控制线路的几种分析方法。 2、掌握用查线读图法和逻辑代数法分 析电气控制线路。 3、了解电气控制系统设计的内容及要 求。 4、掌握电气控制系统设计的两种常用 方法。
第五章 PLC控制系统设计
（一）主要内容 1、PLC控制系统设计的原则和步骤。 2、PLC的选择。 3、PLC控制系统的设计文件。 4、PLC控制系统设计举例 。
（二）教学目的
1、了解PLC控制系统设计的原则和步骤。 2、熟悉PLC控制系统的设计文件。 3、掌握简单PLC控制系统设计的方法。
第六章 交直流电机无级调速控制
第一章 绪论
（一）内容 1、机电传动控制的目的、任务和要求。 2、机电传动控制的分类。 3、机电传动控制技术的发展。 4、如何学习本课程。
（二）教学目的
1、了解机电传动控制的目的、任务、 要求触器基本控制电路
（一）主要内容 1、常用元器件。 2、电机控制的描述（电气原理图和逻
2、工程问题不是数学问题，没有唯一 解。一个好的工程设计，就是抓住了客观 事物的主要矛盾，处理好了事物各要素间 的对立统一关系，从而达到了趋利避害的 合理状态 。
3、“对自己学习的课程不要厌倦，要 喜欢它。各门知识都有艰难和有趣的两面 性，开始时难以理解，一旦领悟，便豁然 开朗。忘掉它是学习，而要当成游戏法则， 就会很有兴趣了。”
4、“世上没有爬不上的高山，没有学 不会的学问。学识都是人类知识的积累， 学生要学就一定能学好。”
“学习态度要端正，不要应付考试，应 付是最低标准。”
谢谢大家