机电传动控制绪论剖析
任礼维等
• 电机与拖动基础 李发海等 清华大学出版社
• 电机实用技术 王季秩 上海科技出版社
• 工厂电气控制设备 方程远
机械工业出版社
• 电力电子技术 王兆安
机械工业出版社
①电机与电力拖动
②电气控制及 可编程序控制器
③电力电子技术 ④自动控制系统
绪论 第1章 直流电机 第2章 交流电动机 第3章 控制电机 第4章 机电传动控制系统的基础 第5章 控制电器与继电器-接触器控制系统 第6章 可编程序控制器 第7章 直流电动机调速系统 第8章 交流电动机调速系统 第9章 步进电动机控制系统
动化等。
..\电动机的应用.MPG
• 1.5.课程性质
• 本课程是机械电子专业的门主干课,也是农业 机械化及其自动化、机械制造设计及其自动化 的一门主干课。
• 先修课程：物理、电路、电子技术等
• 后续课程：计算机控制技术、自动控制系统、 PLC、电机调速（系统）等。
• 1.6.课程学习任务
• 掌握分析电动机机械特性及各种运转状态的基 本理论
诸如此类的要求，都要 靠电动机及其控制系统 （机电传动）来实现。
二 机电传动及其控制系统的发展
机电传动及其控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。机 电传动控制的发展可从机电传动和控制系统两方面来讨论。
一、机电传动的发展
成组拖动——一台电动机拖动一根天轴（或地轴），然后再 由天轴（或地轴）通过皮带轮和皮带分别拖动多台生产机械。
第一章 绪论
一、机电传动的目的和任务 机电传动又称电力传动或电力拖动
指以电动机为原动机驱动生产机械的系统 包括电动机和控制电动机的一整套控制系统 实现生产机械的启动、停止及速度调节 实现机械设备、生产线、车间及工厂的自动化
②
控制设备
电源 电动机
机电传动系统示意图
传动装置
工作机构 ①
②“电气自动控制”部分 （电气自动控制装置） 为满足工艺要求， 使电动机起动、制动、调速、 反向、快速定位等电气控制 和电气操作部分。
特点是生产效率低、劳动条件差、一旦电动机出现故障，将造 成成组的生产机械停车；
单电机拖动——一台电动机拖动一台生产机械的各运动部件。 这种拖动方式较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运 动部件较多时，其传动机构仍十分复杂；
多电机拖动——一台生产机械的各个运动部件分别由不同的电 动机来拖动。
控制系统的发展伴随控制器件的发展而发展。随着功率器件、 放大器件的不断更新，机电传动控制系统的发展日新月异，它主要 经历了四个阶段：
自动控制方式 断续控制 连续控制 数字控制
①“电力拖动”部分 电动机及传动机构
②
电源
机电传动系统示意图
控制设备
电动机
传动装置
工作机构 ①
机电传动系统的两大组成部分
➢ 将电能转换为机械能； ➢ 实现生产机械的启动、停止以及速度的调节； ➢ 完成各种生产工艺过程的要求； ➢ 保证生产过程的正常进行。
从广义上讲，机电传动控制的目的就是要使生产设备、生产 线、车间乃至整个工厂都实现自动化。
为了提高效率，由数台或十几台设备组成的生产自动线，要求 统一控制或管理。
诸如此类的要求，都要靠电动机及其控制系统来实现。
在工、农业和交通运输业的部门中，大量使用着各种机械设备，生产机 械中一些部件运动才能实现该种设备的功能，需要原动力（电动机、液压 系统）来驱动（拖动）。
• 卧式车床
机械，操作频繁，要求在不到 一秒的时间内完成从正转到反转的过程，即要求系统能迅速启动、 制动和反向；
对于电梯和提升机，则要求启动和制动平稳，并能准确地停止 在给定的位置上；
对于冷、热连轧机以及造纸机的个机架或分部，则要求各机架 或各分部的转速保持一定的比例关系进行协调运转；
• 掌握电力拖动系统中电动机各种调速方法的基 本原理
• 掌握电机与电力拖动系统的基本实验方法与技 能，并具有熟练的运算能力。
• 掌握电机继电器—接触器控制系统。 • 了解电力电子技术的基本原理与基本器件。 • 了解电机与电力传动技术今后的发展方向。
• 1.7.主要参考书目
• 电机与拖动基础 浙江大学出版社
• 1.3.拖动技术演变
• (1)成组拖动
• (2)单电动机拖动系统
• (3)多电动机拖动系统
• 采用电气控制线路及装置继电器--接触器自动 控制系统实现各电动机间的转速关系保持恒定 电动机间互相联锁,维持某一参数在允许范围 内。
• 1.4.电力传动自动化控制系统 • (1)采用计算机控制的生产过程自动化系统 • (2)提高加工精度与工作速度 • (3)快速启动、制动以及逆转 • (4)实现在很宽范围内调速及整个生产过程自
从狭义上讲，则指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数 量的增加（效率）、质量的提高（精度）、生产成本的降低、工人 劳动条件的改善以及能量的合理利用等。
随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统的要求愈来愈高。 一些精密机床要求加工精度百分之几毫米，甚至几微米；
重型镗床为保证加工精度和粗糙度，要求在极慢的稳速下进给 ，即要求系统有很宽的调速范围；
1．继电器—接触器控制：出现在20世纪初，它仅借助于简单 的接触器.器与继电器，实现对控制对象的启动、停车以及有级调 速等控制，它的控制速度慢，控制精度差；
2．电机放大机控制：
3．磁放大器控制和大功率可控制水银整流器控制：
4．数字控制（NC） ：自动化程度、通用性和加工效率。
三、课程的性质和任务
自动化 专业 课程
减速器
电动机
重型镗床
为保证 加工精度 和粗糙度， 要求在极 慢的稳速 下进给， 即要求系 统有很宽 的调速范 围；
电梯和提升机 则要求启动和 制动平稳，并 能准确地停止 在给定的位置 上。
对于冷、热连轧机以及造 纸机的各机架或分部，则 要求各机架或各分部的转 速保持一定的比例关系进 行协调运转
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《机电传动控制》(第5版)(全套教案)期末复习用
《机电传动控制》（第五版）教案第1章绪论1.1 机电系统的组成＝机械运动部件＋机电传动＋电气控制系统。
1.机械运动部件——完成生产任务的基础，机械执行部分；2.机电传动———＝电力传动或电力拖动，是驱动生产机械运动部件的原动机的总称；3.电气控制系统——控制电动机的系统。
1.2 机电传动的目的和任务1.机电传动的目的——将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、以及速度调节，满足各种生产工艺的要求，保证生产过程的正常进行2.机电传动的任务①广义上讲——使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化。
②狭义上讲——专指控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、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。
1.3 机电传动控制的发展概况一、驱动系统的发展阶段：1.成组拖动——一台电动机拖动一根天轴—→通过带轮和传动带—→分别拖动各（一组）生产机械。
生产效率低、劳动条件差，一旦电动机或传动环节发生故障则造成成组生产机械停车。
2.单电动机——一台电动机拖动一台生产机械，较成组拖动进了一步。
但当生产机械的运动部件较多时，其机械传动机构则十分复杂。
3.多电动机拖动——一台生产机械的每一个运动部件都有专门的电动机拖动。
不仅大大简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为自动化提供了有利条件，是现代化机电传动的典型方式。
二、控制系统的发展阶段：1.接触器＋继电器控制——出现在20世纪初，应用广泛、成本低；但控制速度慢、精度差。
2.电动机放大机控制（30年代）、磁放大机控制（40～50年代）——从断续控制发展到连续控制，并具有了输出反馈环节，简化了控制系统、减少了电路触点、提高了可靠性。
3.大功率可控电力半导体器件控制——具有效率高、反应快、寿命长、可靠性高、维修容易、体积小、重量轻等优点。
由此，开辟了机电传动控制的新纪元。
4.采样控制——数控技术＋微机应用的高水平断续控制，由于采样周期＜＜控制对象的变化周期，∴≌连续控制。
《机电传动控制》PPT课件
都要靠电动机及其控制系统来实现。
机电传动控制的任务
一、机电传动的特点
• 5、机电传动系统构成：
电动机。产生原动力 生产机械。拖动对象 传动机构。传递机械能 电气控制设备。控制电动机运转 电源。对电动机和电气控制设备供电
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
电源
自控设 备
电动机
传动机构
的需要。
电动机
二、机电传动系统发展概况
• 1、传动方式经历了三个阶段：
成组拖动 单机拖动 多电机拖动
二、机电传动系统发展概况
传动方式 成组拖动：一台电动机带动一根天轴，再由天轴
通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。特点： 效率低，故障影响广。
单机拖动：一台电动机拖动一个机械。特点：如
一 机电传动系统的动力学方程
电动机 （M）
TL
生产机械
TM
MM
+TL
单轴拖动系统
一 机电传动系统的动力学方程
• 单轴(单级)机电传动系统的运动方程
• 由牛顿第二定律
TM
TL
J
d
dt
(1.1)
J m 2 mD2 / 4
G mg TM----电动机转矩
GD2 J
4g
(1.2)
TL----负载转矩 GD2---飞轮矩
2 n
60
(1.3)
TM
TL
GD2 375
dn dt
(1.4)
n-----转速
t-----时间 ω 为角速度
375 4g 60
2
单位 :
米 秒分
• GD2=4J
• GD2是一个整体，不是G与D2 的乘积， GD2 由产品样本或机械手册上查出。 GD2 中的 D 为回转直径，不是实际直径。
机电传动控制的任务
一、机电传动的特点
• 5、机电传动系统构成：
电动机。产生原动力 生产机械。拖动对象 传动机构。传递机械能 电气控制设备。控制电动机运转 电源。对电动机和电气控制设备供电
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
电源
自控设 备
电动机
传动机构
的需要。
电动机
二、机电传动系统发展概况
• 1、传动方式经历了三个阶段：
成组拖动 单机拖动 多电机拖动
二、机电传动系统发展概况
传动方式 成组拖动：一台电动机带动一根天轴，再由天轴
通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。特点： 效率低，故障影响广。
单机拖动：一台电动机拖动一个机械。特点：如
一 机电传动系统的动力学方程
电动机 （M）
TL
生产机械
TM
MM
+TL
单轴拖动系统
一 机电传动系统的动力学方程
• 单轴(单级)机电传动系统的运动方程
• 由牛顿第二定律
TM
TL
J
d
dt
(1.1)
J m 2 mD2 / 4
G mg TM----电动机转矩
GD2 J
4g
(1.2)
TL----负载转矩 GD2---飞轮矩
2 n
60
(1.3)
TM
TL
GD2 375
dn dt
(1.4)
n-----转速
t-----时间 ω 为角速度
375 4g 60
2
单位 :
米 秒分
• GD2=4J
• GD2是一个整体，不是G与D2 的乘积， GD2 由产品样本或机械手册上查出。 GD2 中的 D 为回转直径，不是实际直径。
【机电传动控制】机电传动控制1-2
JZ
JM
J1 j2
1
JL jL2
v2 m M2
折算到电机轴上的总飞轮转矩：
GDZ 2
GM DM2
G1D12
/
j12
GL DL2
/
jL2
365
Gv2 nM2
Ek
=
1 2
m
2
机电传动控制
2.2.2 转动惯量和飞轮转矩的折算
当速比较大时，中间传动机构的转动惯量或飞轮转矩
折算后在整个系统中所占比重不大，实际工程中可通过增
+ n
2. 运动方程式
根据动力学定义，旋转运动系统的动力学方程表示为：
MM
T合
J
d
dt
对单轴拖动系统，受到电机输出转矩 TM及负载转矩TL的作用：
T T J d
M
L
dt
系统转动惯量
J mr2 1 mD2 1 GD2
4
4g
+TM
++TTLL
实际中一般用飞轮矩GD2代替转动惯量J，GD2=4gJ；角速度一般用转速 表示，即ω=2πn/60。可得到运动方程式的实用形式:
解:(1)
TL
TLL c M
TL
c j
470.4 34.1N m 0.92 3 5
机电传动控制
解:(2)飞轮惯量的计算
GDZ2
(GDM2
GD12 ) (GD22
GD32 )
1 j12
(GD42
GDL2 )
1 jL2
(294
29.4)
启动时
机电传动1第一章 绪论
机电传动控制
前期基础课程
• 理论力学 • 电工学 • 电子技术
第一章 绪论
• 机电系统的组成 • 机电传动控制的目的和任务 • 机电传动控制的发展状况 • 课程的性质和任务 • 课程气控 制系统
机电传动 系统
（电动机）
机电传动控制
机械运 动部件
1.2 机电传动控制的目的和任务
机电传动发展 成组拖动：一台电机拖动一根天轴，由天轴通过传动装置（皮带轮和皮
带）拖动多个生产机械。 优缺点：生产效率低，劳动条件差，电机发生故障会造成成组生产机械
停车。
机电传动发展 单电动机拖动：用一台电机拖动一台生产机械。 优缺点：当一台生产机械运动部件较多时，机械传动机构非常复杂。
机电传动发展
多电动机拖动：一台生产机械的每一个运动部件分别由一台专门的电动机拖动。 如数控机床、加工中心。 优缺点：控制灵活。
控制系统的发展状况
① 简单的接触器-继电器控制（速度慢，精度差）； ② 电机放大机控制（控制系统由断续控制发展到连续
控制）； ③ 大功率可控整流元件晶闸管控制（可控硅）；方便
成绩评定方式
• 总课时：46，其中授课40（4时/周×10周），实验6；
• 平时成绩：作业+考勤
• 实验成绩：三个试验（直流电机、交流电机 、
PLC）
• 试卷成绩（80% ，闭卷 ）
1.4 课程的性质和任务
• 技术的高水平，产品的高质量 • 机、电、液、计算机综合控制技术的掌握 • 强电控制技术系统化
1.5 本课程的学习内容
一、机电传动的动力学基础 二、电动机：直流电机，交流电机，控制电机； 三、 控制电器及控制系统：继电器—接触器控制，PLC； 四、电力电子学 五、 直流、交流调速控制系统。
前期基础课程
• 理论力学 • 电工学 • 电子技术
第一章 绪论
• 机电系统的组成 • 机电传动控制的目的和任务 • 机电传动控制的发展状况 • 课程的性质和任务 • 课程气控 制系统
机电传动 系统
（电动机）
机电传动控制
机械运 动部件
1.2 机电传动控制的目的和任务
机电传动发展 成组拖动：一台电机拖动一根天轴，由天轴通过传动装置（皮带轮和皮
带）拖动多个生产机械。 优缺点：生产效率低，劳动条件差，电机发生故障会造成成组生产机械
停车。
机电传动发展 单电动机拖动：用一台电机拖动一台生产机械。 优缺点：当一台生产机械运动部件较多时，机械传动机构非常复杂。
机电传动发展
多电动机拖动：一台生产机械的每一个运动部件分别由一台专门的电动机拖动。 如数控机床、加工中心。 优缺点：控制灵活。
控制系统的发展状况
① 简单的接触器-继电器控制（速度慢，精度差）； ② 电机放大机控制（控制系统由断续控制发展到连续
控制）； ③ 大功率可控整流元件晶闸管控制（可控硅）；方便
成绩评定方式
• 总课时：46，其中授课40（4时/周×10周），实验6；
• 平时成绩：作业+考勤
• 实验成绩：三个试验（直流电机、交流电机 、
PLC）
• 试卷成绩（80% ，闭卷 ）
1.4 课程的性质和任务
• 技术的高水平，产品的高质量 • 机、电、液、计算机综合控制技术的掌握 • 强电控制技术系统化
1.5 本课程的学习内容
一、机电传动的动力学基础 二、电动机：直流电机，交流电机，控制电机； 三、 控制电器及控制系统：继电器—接触器控制，PLC； 四、电力电子学 五、 直流、交流调速控制系统。
机电传动控制课件-第1章 绪论
Td 动态转矩
Td
TM
TL
GD 2 375
dn dt
转矩平衡方程式： TM TL Td
TM TL Td
系统处于稳态时，电动机输出转矩的大小，仅由电 动机所拖动的负载转矩决定。
2.转矩方向的确定
因为电动机和生产机械以共同的转速旋转，所以，一般
以 n（或 ）的转动方向为参考 来确定转矩的正负。
为正。此时，系统的运动方程式为：
为负，TL
2 dn TM TL J 60 dt
当重物下降时，TM 为正，TL 也为正。TM 、TL 、n
的方向如图所示。
2 dn TM TL J 60 dt
TL
TM
J
2 60
dn dt
3.多轴拖动系统的等效折算
TM
TL
GD 2 375
dn dt
负载转矩的折算
电动机的功率、机械 特性以及安装位置可以进 行有针对性的、个性化的 配置，以充分满足生产工 艺的实际需求。
2.电气控制系统的发展 （1）继电器—接触器控制系统
“硬逻辑”
难以实现控制 关系的“随机 应变”
在相对简 单的控制系统 中，仍占据主 导地位
（2）可编程序控制器（PLC）控制系统
微电子和计算机技 术 “软逻辑”
（1）TM的符号与性质
当 TM的实际作用方向与 n 的方向相同时（符号相同）， 取与 n 相同的符号，TM 为驱动转矩；
当 TM的实际作用方向与 n 的方向相反时，取与 n 相
反的符号，TM 为制动转矩。
驱动转矩促进运动； 制动转矩阻碍运动。
（2） TL 的符号与性质
GD 2 dn
TM TL 375 dt
n
中南大学机电传动控制课件
智能控制
通过智能算法实现运动和动力传 递，包括专家系统、模糊控制、 神经网络控制等。
按应用场合分类
要点一
工业用传动系统
要点二
汽车用传动系统
用于各种工业生产机械中，包括数控 机床、塑料机、电子设备等。
用于汽车发动机、变速器和底盘中， 包括汽车发动机控制器、自动变速器 、ABS防抱死制动系统等。
要点三
系统能控性分析
能控性是指通过控制输入信号实现对系统输出行为的控制 能力。
机电传动系统的能控性分析主要通过分析系统的可控性矩 阵和控制状态方程等方法进行。
系统能观测性分析
能观测性是指通过测量系统的输出信号来估 计系统状态的能力。
机电传动系统的能观测性分析主要通过分析 系统的可观测性矩阵和系统的输出方程等方
设计控制系统和辅助系统
控制系统设计
根据系统控制要求，设计合适的控制系统，包括硬件和软件部分。硬件部分包括 传感器、控制器、执行器等；软件部分包括控制算法、逻辑运算等。
辅助系统设计
为提高系统的整体性能，还需设计其他辅助系统，如冷却系统、润滑系统、液压 系统等。
进行系统性能分析和优化
系统性能测试
通过实验测试系统的各项性能指标，如速 度、精度、稳定性等是否达到预期要求。
VS
系统优化
根据性能测试结果，对系统进行优化改进 。优化方法包括调整系统参数、改变结构 、改进控制算法等。
06
机电传动控制系统的优化设计方法
采用新型的控制系统设计理论和方法
基于现代控制理论设计方法
采用现代控制理论，如鲁棒控制、自适应控制、滑模控制等，设计更加复杂 、精确的控制系统。
基于智能控制理论设计方法
法进行。
系统抗干扰能力分析
《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
机电传动控制绪论
图示旋转运动折算到电动机轴上 的总转动惯量和总飞轮转矩为：
JZ
JM
J1 j12
JL jL2
GDZ2 GDM 2 GjD 1212 GjD L2L2
JM、J1、JL—电机轴、中间轴、生产 机械轴的转动惯量； GDM2、GD12、GDL2—电机轴、中 间轴、生产机械轴的飞轮转矩； j1=ωM/ω1 —电机轴与中间轴速比； jL=ωM/ωL —电机轴与生产机械轴速比。
构等
n
特点 转矩TL具有
固定的方向
不随转速方
TL
向变而改变 如起重类型
负载的重物
绪论
２）恒功率负载特性
３）泵与风机类负载特性
恒功率负载特点是：负载转
负载的转矩T L基本上与转
矩与转速的乘积为一常数，即T L与 速 n的平方成正比。负载特性
成反n比，特性曲线为一条双曲线。 为一条抛物线。
n
n
理想的通 风机特性
直线运动匀速时
F=FZ v a F=ma P=Fv E=mv2/2
对 照
旋转运动匀速时 T=TZ ω ε T=Jε P=Tω E=Jω2/2
记 忆
绪论
运动方程的实用形式：
TemTL
GD2 375
dห้องสมุดไป่ตู้ dt
系统旋转运动的三种状态
1)当Tem 或TL 时dn ,系 0统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态。 dt
应保证干扰消除后，系统能恢复原速。
绪论
控制设备
电动机
传动机构
生产负载
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、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求， 保证生产过程的正常进行。
绪论
JZ
JM
J1 j12
JL jL2
GDZ2 GDM 2 GjD 1212 GjD L2L2
JM、J1、JL—电机轴、中间轴、生产 机械轴的转动惯量； GDM2、GD12、GDL2—电机轴、中 间轴、生产机械轴的飞轮转矩； j1=ωM/ω1 —电机轴与中间轴速比； jL=ωM/ωL —电机轴与生产机械轴速比。
构等
n
特点 转矩TL具有
固定的方向
不随转速方
TL
向变而改变 如起重类型
负载的重物
绪论
２）恒功率负载特性
３）泵与风机类负载特性
恒功率负载特点是：负载转
负载的转矩T L基本上与转
矩与转速的乘积为一常数，即T L与 速 n的平方成正比。负载特性
成反n比，特性曲线为一条双曲线。 为一条抛物线。
n
n
理想的通 风机特性
直线运动匀速时
F=FZ v a F=ma P=Fv E=mv2/2
对 照
旋转运动匀速时 T=TZ ω ε T=Jε P=Tω E=Jω2/2
记 忆
绪论
运动方程的实用形式：
TemTL
GD2 375
dห้องสมุดไป่ตู้ dt
系统旋转运动的三种状态
1)当Tem 或TL 时dn ,系 0统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态。 dt
应保证干扰消除后，系统能恢复原速。
绪论
控制设备
电动机
传动机构
生产负载
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、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求， 保证生产过程的正常进行。
绪论
机电传动控制课件__第1章
第一章 绪论
直流电机：采用直流电源，调速特性好，但换相电
刷影响其容量、使用范围和寿命。
交流电机：采用交流电源，克服了直流电机的缺点，
现代交流调速技术的发展使其成为主流。
步进电机：运动距离和输入脉冲成正比，控制方便，
但功率和精度较差。
问题：在矿井下施工，宜
采用何种电动机？
第一章 绪论
直 流 、 交 流 电 机 比 较
第一章 绪论
根据磁滞回线形状的不同，铁磁材料可分为硬
磁材料(hard magnetic material)和软磁材料(soft magnetic material)。 硬磁材料的磁滞回线胖宽，剩磁、矫顽力大，
如钨钢、钴钢、镍铝钴合金、钕铁硼等。一般用来
制造永久磁铁。
第一章 绪论
软磁材料的磁滞回线瘦窄，剩磁、矫顽力小， 如硅钢片、铸钢等。由于电机铁心采用软磁材料制 成，其磁滞回线瘦窄，在进行磁路计算时，为了简 化计算，不考虑磁滞现象，而用基本磁化曲线来表 示B与H之间的关系，故通常所讲的铁磁材料的磁化 曲线是指基本磁化曲线。
第一章 绪论 第一章 概 述 • 机电传动的定义是什么？ • 机电传动的作用是什么？ • 机电传动的发展过程及趋势是什么？ • 什么是成组拖动、单电机拖动、多电机拖动？ 优缺点是什么？ • 机电传动控制系统的发展过程与趋势是什么？
第一章 绪论
机电传动定义和目的
※定义：以
电动机为原动机（动力源）驱动生产机
械的系统的总称。 ※目的：将电能转换为机械能，实现生产机械的启 动、停止及速度调节，满足各种生产工艺过程的要 求，保证生产过程的正常进行。 广义任务：使机械设备、生产线、车间、整个工厂 实现自动化； 狭义任务：电动机驱动生产机械，实现产品数量的 增加、质量的提高、成本的降低、劳动条件的改善 及能量的合理利用。
《机电传动控制》笔记
《机电传动控制》笔记第一章：绪论1.1 简介《机电传动控制》将机械工程与电气工程相结合，通过研究电机、驱动器以及控制系统来实现对机械设备的有效操作。
本课程旨在培养学生理解并掌握机电一体化系统的设计原理和方法，为将来从事相关领域的科研或工程实践打下坚实的基础。
1.2 机电传动控制系统的基本概念•定义：机电传动控制系统是指利用电气、电子及计算机技术来控制机械设备运动的系统。
•组成要素：o执行机构（如电动机）：负责产生驱动力。
o传感器：用于监测系统的状态信息。
o控制器：根据设定的目标值与实际反馈进行比较，并据此调整执行机构的动作。
o被控对象：即需要被控制的机械设备。
•工作流程：输入信号 → 控制器处理 → 输出信号 → 执行机构响应 → 反馈至控制器形成闭环回路。
1.3 发展历程与趋势自20世纪初以来，随着电力技术的发展，人们开始尝试用电能替代传统的蒸汽动力来进行工业生产。
到了20世纪中后期，随着微处理器技术和自动控制理论的进步，机电传动控制逐渐从简单的手动调节向自动化方向转变。
近年来，智能化、网络化成为该领域的主要发展方向之一。
未来，预计还将进一步融入物联网(IoT)、大数据分析等先进技术，提高整个系统的效率与可靠性。
第二章：电力拖动基础2.1 电机类型及其工作原理•直流电机o结构：由定子（包括主磁极、换向极）、转子（电枢铁心+绕组）、换向器三部分组成。
o工作原理：当电流通过电枢绕组时，在磁场作用下会产生电磁力矩使转子旋转；改变电压大小可以调节转速。
•交流电机o异步电机（感应电机）▪特点：简单耐用、成本低。
▪分类：单相、三相。
▪工作原理：依靠定子产生的旋转磁场切割转子导条，从而在转子内部形成闭合电路产生感应电流，进而产生转矩。
o同步电机▪特点：适用于高精度场合。
▪工作方式：转子转速严格等于电网频率与极对数之比，可通过改变励磁电流来调整输出功率因数。
2.2 电动机的选择原则选择合适的电动机对于确保整个系统的性能至关重要。