最新机电传动控制56

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机电传动控制课件

机电传动控制课件
特性:精确定位、快速响应、易于控制、可靠性高
应用领域:数控机床、机器人、自动化生产线等
优缺点:优点是精确定位、快速响应;缺点是效率低、发热量大、噪声大
步进电机控制系统组成及工作原理
工作原理:通过控制驱动器的工作状态,使步进电机按照预定的步进角和速度进行运动
控制器:接收控制信号,控制驱动器的工作状态
直流电机调速原理是通过改变电机的输入电压或电流来改变电机的转速。
调速器根据控制器的指令,调节电机的输入电压或电流,实现电机的调速。
直流电机调速系统具有调速范围广、调速精度高、调速性能好等优点。
直流调速系统组成及工作原理
直流电机:提供动力,实现机械能转换
调速器:控制电机转速,实现调速功能
控制电路:接收信号,控制调速器工作
发展趋势:向着更高效率、更小体积、更低成本方向发展
控制理论及系统稳定性
控制理论:包括经典控制理论、现代控制理论等
控制系统优化:包括系统优化目标、优化方法、优化效果等
控制系统设计:包括系统建模、控制器设计、系统仿真等
系统稳定性:包括稳定性的电机调速系统主要由直流电机、调速器、控制器等组成。
步进电机:通过控制脉冲信号实现精确定位
伺服电机:通过反馈控制实现精确定位和速度控制
直线电机:通过直线运动实现精确定位和速度控制
旋转电机:通过旋转运动实现精确定位和速度控制
电力电子器件及变流技术
电力电子器件:包括二极管、晶体管、MOSFET等
变流技术:包括整流、逆变、斩波等
应用领域:包括电机控制、电源管理、新能源等领域
机电传动控制的应用
工业自动化:用于生产线、机器人等自动化设备
交通运输:用于汽车、火车、飞机等交通工具的动力控制

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

机电传动控制

机电传动控制摘要交流调速系统可分为异步电动机调速系统和同步电动机调速系统,三相异步电动机是使用最广泛的一类电动机,其控制技术也是整个机电传动控制技术中一个最为活跃的分支。

相对与传统的直流调速等而言的的现代交流调速系统,近三十余年来,世界各国都在致力于交流电动机调速系统的研究,并不断取得突破。

到现在为止,高性能的交流拖动系统正逐步取代直流拖动系统,交流伺服系统也正占据越来越大的市场份额。

交流调速的发展可具体归纳为三个方面:首先,转差频率控制、矢量变换控制和直接转矩控制等新的交流调速理论的诞生,使交流调速有了新的理论基础;其次,GTR、MOSFET 、IGBT 等为代表的新一代大功率电力电子器件的出现,其开关频率、功率容量都有很大的提高,为交流调速装置奠定了物质基础;再者,微处理器的飞速发展,使交流调速系统许多复杂的控制算法和控制方式能得以实现。

其代表就是变频调速。

本文将从变频调速系统有哪些;变频调速系统适用于哪些场合;比较可靠的变频调速系统有哪些;经常使用的变频调速系统的牌子;变频调速系统目前研究的什么,五个方面对交流调速系统的代表,变频调速进行简要的介绍。

关键词:变频调速场合可靠系统牌子研究动向1. 交流传动系统中主要的变频调速系统有哪些变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点,是目前运用最广泛且最有发展前途的调速方式。

交流电动机变频调速系统的种类很多,从早期提出的电压源型变频器开始,相继发展了电流源型,脉宽调制等各种变频器。

目前变频调速的主要方案有:交-交变频调速,交-直-交变频调速,同步电动机自控式变频调速,正弦波脉宽调制(SPWM)变频调速,矢量控制变频调速等。

这些变频调速技术的发展很大程度上依赖于大功率半导体器件的制造水平。

随着电力电子技术的发展,特别是可关断晶闹管GT0,电力晶体管GTR,绝缘门极晶体管IGBT,MOS晶闸管及MTC等具有自关断能力全控功率元件的发展,再加上控制单元也从分离元件发展到大规模数字集成电路及采用微机控制,从而使变频装置的快速性,可靠性及经济性不断提高,变频调速系统的性能也得到不断完善。

机电传动控制教学课件

机电传动控制教学课件

机械特性方程
机械特性的硬度
dT Δ T 100%
dn Δ n
(1)绝对硬特性 (2)硬特性>10 (3)软特性<10
二、固有机械特性
在额定条件(额定电压UN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)
即:
n UN
Ra
T
Ke N 9.55(Ke N )2
固有特性的计算方法: (1) 估算电枢电阻Ra
4)Φ≤ΦN,n≥nN
3.5 直流他励电动机的制动特性
1.制动与启动 启动:电动机速度从静止加速到某一稳定转速的一种运动状态;
制动:电动机速度是从某一稳定转速开始减速到停止或是限制 位能负载下降速度的一种运转状态。
2. 制动与自然停车 1)自然停车:电动机脱离电网,靠很小的摩擦阻转矩消耗机 械能使转速慢慢下降,直到转速为零而停车。 2)制动:电动机脱离电网,外加阻力转矩使电动机迅速停车。
2.位能转矩 , 其特点为:
✓转矩大小恒定不变; ✓方向不变
二、离心式通风型机械特性
TL Cn2
其中:C为常数。
三、直线型机械特性 TL Cn
其中:C为常数。
四、恒功率型机械特性
恒功率型机械特性的负载转矩TL的大小与速度n的大小成正比,

TL
C n
其中:C为常数
2.4 机电系统稳定运行的条件 一、机电系统稳定运行的含义 1. 系统应能以一定速度匀速运行;
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

《机电传动控制》课件

《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(第四版)

机电传动控制(第四版)

自动化生产线的传动控制系统还 包括各种传感器和检测装置,用 于检测位置、速度、温度等参数,
实现闭环控制和故障诊断。
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感谢您的观看
数控机床的传动控制系统通常采用交 流或直流电动机,通过伺服系统进行 精确控制,实现高精度的位置和速度 控制。
工业机器人的传动控制系统
工业机器人是一种能够实现自动化作业的机械设备,其传动控制系统是实现机器人 运动的关键。
工业机器人的传动控制系统通常采用伺服电动机和减速器,实现高精度的位置和速 度控制,同时还需要考虑机器人的运动学和动力学特性。
行稳定。
系统联调
将软硬件结合进行系统 联调,验证系统整体性
能。
性能优化
根据调试结果,对系统 硬件和软件进行优化,
提高系统性能。
05 机电传动控制系统实例
数控机床的传动控制系统
数控机床的传动控制系统是实现高精 度加工的关键,它通过控制电动机的 旋转和进给运动,实现高精度的切削 和加工。
数控机床的传动控制系统还包括各种 传感器和检测装置,用于检测位置、 速度、温度等参数,实现闭环控制和 故障诊断。
工业机器人的传动控制系统还包括各种传感器和检测装置,用于检测位置、速度、 力等参数,实现闭环控制和故障诊断。
自动化生产线的传动控制系统
自动化生产线是一种高度自动化 的生产系统,其传动控制系统是 实现生产线高效运行的关键。
自动化生产线的传动控制系统通 常采用各种电动机和控制装置, 实现生产线的自动化和智能化控 制,提高生产效率和产品质量。
遗传算法
遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法,它通过模拟自然选择和遗传机制 来寻找最优解。遗传算法在控制系统中的应用可以帮助优化控制参数和规则,提 高系统的性能和稳定性。

机电传动控制教案

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 教学目标让学生了解机电传动控制的基本概念。

让学生理解机电传动控制系统的组成和作用。

让学生掌握机电传动控制的基本原理。

1.2 教学内容机电传动控制的概念机电传动控制系统的组成机电传动控制的特点和应用机电传动控制的基本原理1.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。

通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。

1.4 教学评估通过课堂提问和小组讨论评估学生对机电传动控制概念的理解。

通过课后作业评估学生对机电传动控制系统的组成的掌握。

第二章:机电传动控制系统的组成2.1 教学目标让学生了解机电传动控制系统中各个组成部分的功能。

让学生掌握机电传动控制系统中各个组件的连接和调试方法。

2.2 教学内容机电传动控制系统的组成部分各个组件的功能和特点组件的连接和调试方法2.3 教学方法通过实物展示和讲解相结合的方式进行教学。

安排学生进行实际操作,加深对组件连接和调试方法的理解。

2.4 教学评估通过课堂提问评估学生对机电传动控制系统组成成分的理解。

通过实际操作评估学生对组件连接和调试方法的掌握程度。

第三章:机电传动控制的基本原理3.1 教学目标让学生理解机电传动控制的基本原理。

让学生掌握机电传动控制系统的运行机制。

3.2 教学内容机电传动控制的基本原理机电传动控制系统的运行机制3.3 教学方法通过讲解和案例分析相结合的方式进行教学。

通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。

3.4 教学评估通过课堂提问评估学生对机电传动控制基本原理的理解。

通过课后作业评估学生对机电传动控制系统运行机制的掌握。

第四章:机电传动控制系统的应用4.1 教学目标让学生了解机电传动控制系统在实际工程中的应用。

让学生掌握机电传动控制系统的选型和设计方法。

4.2 教学内容机电传动控制系统在实际工程中的应用案例机电传动控制系统的选型和设计方法4.3 教学方法通过案例分析相结合的方式进行教学。

通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。

机电传动控制课件

机电传动控制课件
解决这些矛盾,其核心问题就是减小启动电流 和增大启动转矩。
机电传动控制课件
4.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法
有直接启动和降压启动
直接启动又称全压启动,就是将电动机 的定子绕组接在额定电压下启动。
额 启 定 动 电 电 流 流 IIsN t 3 44电 电 源 动 总 机 容 功 量 率
机电传动控制课件
启动电流越小越好。 (3)启动过程中,平滑性越好对生产机
械的冲击就越小;启动设备可靠性越高, 电路越简单,操作维护就越方便。
机电传动控制课件
异步电动机启动的瞬间,由于转子的转速为零, 在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电 流,从而引起很大的定子电流,一般启动电流 Ist可达额定电流IN的4~7倍;而启动时由于转 子功率因数很低,启动转矩却不大,一般 (0.8~1.5)。
4.3.2三相异步电动机的机械特性
三相异步电动机的机械特性也分为固有机械特 性和人为机械特性
图4.17 三相异步电动机的固有机械特性
机电传动控制课件
固有机械特性
(1)理想空载转速点 SN (亦称同步转速点)
n0 nN n0
(2)额定运行点
Tmax
K
U2 2 X 20
(3)临界工作点 (亦称最大转矩点)
mTmax/TN
(4)启动工作点
Tst
K
R2U2 R22 X220
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人为机械特性
人为地改变电动机的参数或外加电源电 压、电源频率,异步电动机的机械特性 将发生变化,这时得到的机械特性称为 异步电动机的人为机械特性。
得到人为机械特性常用的方法有:(1) 降低电动机定子电压(2)改变定子电源 频率(3)转子电路串电阻
旋转磁场
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2) 对于要求经常启、制动,负载转矩较大、又有一定 调速要求生产机械,应考虑选用线绕式异步电动机。
第二节 电动机种类的选择原则
3) 对于只需要几种速度,不要求无级调速的生产机械, 可选用多速异步电动机。
4) 对于要求恒速稳定运行的生产机械,且需要补偿 电网功率因数的场合,应优先考虑选用同步电动
机(如TD 型等)。Fra bibliotek第五节 电动机结构形式的选择原则
1)开启式:定子两侧和端盖上有通风口,散热良好, 仅适用于干燥和清洁的工作环境。
2)防护式:通风孔在机壳下部,通风冷却条件较好, 可防止杂物从垂直方向或小于45角的方向落入,但不 能防止灰尘和潮气侵入,适用于比较干燥、灰尘不多、 无腐蚀性和爆炸性气体的场所。
3)封闭式:分自冷式、强迫通风式与密闭式三种。前 两种,潮气和灰尘等不易进入电动机内部,适用于尘 土多、潮湿、易引起火灾和有腐蚀性气体的地方;密 闭式电动机可以防止一定压力水柱的冲击适用于在液 体中工作的生产机械,如电动潜水泵。
为使电动机可靠启动,必须保证 TL stTN ;
选择电动机容量的方法有:
计算法、统计分析法和类比法。
第二节 电动机种类的选择原则
基本依据: 满足生产机械对拖动系统静态和动态特性要求前提下、
力求结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉。
1) 对不要求调速、对启动性能无过高要求的生产机械, 应优先考虑使用一般鼠笼式异步电动机;若要求启动转 矩较大,可用高启动转矩的鼠笼式异步电动机。
第三节 直流伺服电动机
特点: • 原理和直流电动机一样; • 过载能力强; • 响应速度快; • 一般是永磁式。
(a)他励式
(b)永磁式
图5.8 直流伺服电动机的原理电路图
第三节 直流伺服电动机
图5.9 直流伺服电动机机械特性曲线
基本内容
6.1 电动机容量选择的原则 6.2 电动机的种类选择的原则 6.3 电动机电压选择的原则 6.4 电动机转速选择的原则 6.5 电动机结构型式选择的原则
4)防爆式:适用于有易燃、易爆气体的场所。
结束语
谢谢大家聆听!!!
21
2)对于不需要调速的低速运转的机械,一般是选用适 当转速的电动机通过减速机构来传动,但电动机额定 转速也不宜太高,否则减速机构会很庞大;
3)对于需要调速的机械,电动机的最高转速应与生产 机械的最高转速相适应、采用直接传动或通过减速机 构来传动;
4) 对 于 经 常 启 、 制 动 和 反 转 的 设 备 , 要 缩 短 过 渡 过 程.应根据最小GD2n2的值来选择电动机的额定转速。
第一节 电动机容量的选择原则
三项基本原则:
1) 发热:电动机在运行时,必须保证 maxa ;
2) 过载能力:所选电动机的最大转矩 Tmax (对于异步电 动机)或最大允许电流Imax (对于直流电动机)必须大于 运行过程中可能出现的最大负载转矩 TLmax和最大负 载电流 IL max ; 3)启动能力:鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小,
图5.7 交流伺服电动机典型应用原理框图
第三节 直流伺服电动机
直流伺服电动机,通常用于功率稍大的系统 中.其输出功率一般为1w一600w。 它的基本结构和 工作原理与普通直流他励电动机相同,不同点只是 它做得比较细长一些, 以便满足快速响应的要求。
ΤΚΤφΙα
改变控制电压UC或改变磁通都可以控制直流伺服 电动机的转速和转向,前者称为电枢控制,后者称 为磁场控制。由于电枢控制具有响应迅速、机械特 性硬、调速特性线性度好的优点.在实际生产中大 都采用电枢控制方式。
220/380v,Δ/Y接法;380v,Δ接法。 直流电动机一般由单独电源供电,选择电动机 额定电压时只需考虑供电电源电压配合恰当即可。 一般为110V、220V、440V。
第四节 电动机额定转速的选择原则
1)对于不需调速的高转速与中转速的机械,应选相应 额定转速的异步电机或同步电机,直接与机械相连;
机电传动控制56
本章要求
➢ 了解常用的控制电机的结构; ➢ 掌握常用控制电机的工作原理、主要运行特性; ➢ 了解各种控制电机应用场所; ➢ 学会正确选用和使用各种控制电机。
第二节 交流伺服电动机
应用: 控制系统中的原动机。例如,雷达系统中扫
描天线旋转,流量和温度控制中阀门的开启,数 控机床中刀具运动,甚至连船舶方向舵与飞机驾 驶盘控制都是用伺服电动机来带动的。功率一般 在0.1W~100W,应用于小功率的场合。
5) 对于需要大的启动转矩,又要求恒功率调速的生 产机械,常选用直流串励或复励电动机。
6) 对于要求大范围无级调速,且要求经常启动、制 动、正反转的生产机械,则可选用带调速装置的 直流电动机或鼠笼式异步电动机。
第三节 电动机电压等级的选择原则
交流电动机额定电压主要根据电动机运行场所 供电电网的电压等级而定。我国工厂内的交流供电 电压,低压一般为380v,高压一般为3kv或6kv。中 等功率以下的交流电动机,额定电压一般为380v; 100kw以上大功率交流电动机额定电压一般为3kv或 6kv。鼠笼式异步电动机的额定电压有两种:
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