(成教)机制101本、111本机电传动控制资料(1)
机电传动控制复习资料
机电传动控制复习资料机电传动控制复习资料机电传动控制是现代工业领域中非常重要的一门学科，它涉及到机械、电气、自动化等多个学科的知识。
掌握机电传动控制的原理和技术，对于工程师和技术人员来说至关重要。
在这篇文章中，我们将为大家提供一些机电传动控制的复习资料，帮助大家更好地理解和掌握这门学科。
一、机电传动控制的基础知识1. 机电传动的基本概念：机电传动是指通过机械装置将电能转化为机械能，并实现对机械系统的控制。
机电传动系统由电机、传动装置和控制装置组成。
2. 电机的分类：电机可以分为直流电机和交流电机两大类。
直流电机包括直流励磁电机和直流永磁电机；交流电机包括异步电机和同步电机。
3. 传动装置的分类：传动装置可以分为齿轮传动、带传动、链传动等多种类型。
每种传动装置都有其适用的场合和特点。
4. 控制装置的分类：控制装置可以分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指在控制过程中，输出信号不受输入信号的影响；闭环控制是指在控制过程中，输出信号受输入信号的反馈影响。
二、机电传动控制的原理和方法1. 机电传动系统的数学模型：机电传动系统可以用数学模型来描述。
通常采用的模型包括电机模型、传动装置模型和负载模型。
2. 机电传动系统的控制方法：机电传动系统的控制方法有很多种，常见的有PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
不同的控制方法适用于不同的控制需求和系统特点。
3. 机电传动系统的性能指标：机电传动系统的性能指标包括速度响应、位置精度、稳定性等。
通过合理选择控制方法和参数，可以提高系统的性能。
4. 机电传动系统的故障诊断与维护：机电传动系统在长时间运行中可能会出现故障，及时的故障诊断和维护对于保证系统的正常运行非常重要。
常见的故障诊断方法包括振动分析、温度检测等。
三、机电传动控制的应用领域1. 工业自动化：机电传动控制在工业自动化领域中应用广泛。
它可以实现对生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
2. 机器人技术：机电传动控制是机器人技术的核心。
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
ppt课件
9.55 c F N vm / s nr / min
13
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。
ppt课件
18
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。
ppt课件 9
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
ppt课件
47
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
大学课件-机电传动控制(完整)
JL jL2
GDZ2
GDM2
GDL2 jL2
1.1～1.25
(2.12) (2.13)
21
2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩 的折算
直线运动系统
折算到电机轴上的总转动惯量、飞轮矩为
JZ
JM
J1 j12
JL jL2
m
v2
2 M
GDZ2
GDM2
GD12 j12
GDL2 jL2
Gv2 365 nM2
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。
1.1 机电传动的目的和任务
• 生产机械 • 平面磨床
• 生产机械 • 织布机
减速器
控制
电动机
1.1 机电传动的目的和任务
• 轧钢机
电动机
联轴器
直流电能
与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便， 而且要使用直流电源。
直流电机的优点：
（1）调速性能好，调速范围广，易于平滑调节。 （2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。 （3）易于控制。
电动机 （M）
TL
TM 图2.1 单轴拖动系统
生产机械
TM TL
TM TL
12
nc nc
d 0
dt
d 0
dt
+TL
静态（稳态） 动态（加速或 减速）
2.1 机电传动系统的运动方程 式
• 单轴机电传动系统的运动方程式
TM
TL
J
d
dt
2.1
J m 2 mD2 / 4 G mg
《机电传动控制》练习题及答案(1)
西南科技大学成教学院德阳教学点《机电传动控制》练习题姓名：学号：班级：成绩：一、单项选择题1．机电传动的发展大体上经历的阶段顺序是：（）A．单电机拖动、双电机拖动、成组拖动 B．成组拖动、单电机拖动、多电机拖动C．单电机拖动、多电机拖动、成组拖动 D．成组拖动、单电机拖动、网络拖动2、机电传动系统稳定工作时中如果TM >TL，电动机旋转方向与TM相同，转速将产生的变化是。
（）A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止3、机电传动系统中如果TM <TL，电动机旋转方向与TM相同，转速将产生的变化是。
（）A．加速B．匀速C．减速 D．停止4、机电传动系统稳定工作时，如果TM =TL，电动机旋转方向与TM相同，转速将产生的变化是。
（）A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止5、设电动机某一转动方向的转速n为正，则约定电动机转矩T M与n_________的方向为_________。
（）A．一致、正向 B．一致、反向 C．相反、正向 D．以上都不对6、_________的作用方向恒定，与运动方向无关。
（）A．反抗转矩 B．离心式转矩 C．位能转矩 D．恒功率转矩7、起重机吊一个重物升降时，负载的机械特性是_________。
（）A．恒功率型B．位能型恒转矩C．反抗型恒转矩 D．直线型机械特性8、下面哪个部分是属于直流电动机的定子部分？（）A．换向器 B．电枢绕组 C．励磁绕组 D．风扇9、复励直流电机的励磁绕组和电枢绕组是。
（）A．串联 B．并联C．单独分开连接 D．一部分串联其他的并联10、直流电动机最常用的启动方式是_________。
（）A．串电阻启动 B．降压启动 C．直接启动 D．调节励磁启动11、三相异步电动机带动一定负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机转矩_________。
（）A．增加B．不变 C．减小 D．等于零12、鼠笼式异步电动机不采用_________方法启动。
（）A．全压启动 B．逐级切除启动电阻 C．延边三角形启动D．Y- 降压启动13、不是三相异步交流电动机固有机械特性曲线的四个特殊点。
第一章 机电传动控制基础知识优秀课件
2021/4/17
基础知识
同步电动机
• 同步电动机的工作原理
• 同步电动机接电源起动时，起动转短为零，因此， 必须采用某种方法（异步起动法 ）起动同步电动 机。当电动机的转速接近同步转速时，将直流励磁 电源通入转子，使转子励磁。这时，旋转磁场就能 紧紧地牵着转子一起转动。以后，两者转速保持相 等，即同步。
异步电动机
单相异步电动机 三相异步电动机
2021/4/17
基础知识
三相笼型异 步电动机
三相绕线型 异步电动机
直流电动机
• 直流电动机的构造
• 定子 • 转子
2021/4/17
基础知识
直流电动机
• 工作原理：左手定律
换向器
2021/4/17
基础知识
直流电动机
• 用途
• 一般用在低电压要求的电路中，直流电源可 以方便携带如电动自行车就是用直流电动机， 又如电脑风扇、收录机电机等都是。
第一章 机电传动控制基础知识
内容提要
• 电器的分类与作用 • 常用低压电器 • 电动机
2021/4/17
绪论
电器的分类与作用
交流1200V以上、 直流1500V以上。
高压电器
一种能控制电路的设备
电器
用于交流1200V、直流1500V及 以下的电路中起通断、保护、控
低压电器
制或调节作用的电器产品。
其 它 电
器
行 程 开
关
熔 断 器
开 关 电
器
继
接
电
触
器
器
指 示 灯
机电传动控制资料精品文档
三、异步电动机的机械特性方程
r1 f
5、机械特性方程
工程应用方程
U1
x1
x2
r2
I1 E1
E2 I2
M 2M m Sm S S Sm
数学物理方程
（4-1）
定子与转子的电路原理图
Sn n0 nN
Sm
MKU12
sr2
f1 r22 (sX20)2
1
MN
Mm
机电学院
12
第四章 交流异步电机的起动
计算依据：
额定功率： PN——kW 额定转速：nN——r/min
过载倍数：λ=Mm/MN 定子极对数：p
1
MN
计算参数： Mmax 、Sm
M 2M m Sm S S Sm
机电学院
Mm
17
第四章 交流异步电机的起动
§4-2 异步电动机的机械特性
一、固有特性
4、机械特性的工程计算
计算步骤： 1）额定力矩：
M
2Mm Smi S
S Smi
Smi
r2 Ri x2 0
1
串入附加电阻Ri后： Mm不变，Smi+1↓< Smi
机电学院
Mm M
28
第四章 交流异步电机的起动
§4-2 异步电动机的机械特性
S
三、人工特性的计算
n0
Sa
3、分析Sm与Smi的关系
Sm Sai
设: 在相同力矩Ma处，两特性的转差 率为：Sa和Sai
n
人工特性——以人为方式改变电机
Sm
的工作参数，所得到的机械特性。
基本依据： 机械特性的数学物理方程
MKU12 f1
机电传动控制资料
交x1 x2 r2
3、电阻降压与降压比系数
4）定子起动电流IST与降压系数 根据电机的等效电路原理
r1 I1 U1
x1 Rm I0 E1 xm
x /2 I/2 r/2 /s
I1
U1
/ (r1 r2/ ) 2 ( x1 x2 ) 2
2、定子回路的能量损耗 ΔA1
同理：
A1 3I r dt
0 2 1 1
t ST
定子与转子的电路原理图
1）定子电流I1与转子电流I2的关系 电机的气隙磁场：
0 1 2
电机的磁势平衡： I 0W1 I1W1 I 2W2
电机的励磁电流： I 0 I1 I 2
W2 I1 I 2/ W1
0
t ST
定子与转子的电路原理图
若：ML=常数，则 A2 L M L 0 Sdt
0
t ST
ω
t ST
0
0 Sdt ——积分等于图4-6阴影面积
ω 0S
假设，起动加速度为常数; 起动速度ω(t)为直线; 阴影面积为三角形面积
ω 0(S-1)
A2 M L 0
机电学院
t ST 2
机电学院
机电工程系
16
第四章
交流异步电机的起动
§4-3 笼形转子电机的起动
四、起动过程的能量损耗
4、减小起动损失的措施： 1）尽量采用空载起动，使ML=0； 2）减小系统惯量J，采用低惯量转 子的电机或多电机传动； 3）采用液力联轴器，改善其起动性能。
机电学院
机电工程系
17
第四章
交流异步电机的起动
19
第四章
§4-4
机电传动控制(完整版)(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】机电传动控制教案学院、系：机械电子工程学院机电系任课教师：任有志授课专业：机械设计制造及其自动化课程学分：课程总学时：60学时课程周学时：2006年2月20日机电传动控制教学进程河北科技大学教案用纸第 1 次课 2 学时第一章概述§1.1机电传动的目的和任务1.传动——运动的传递（能量）传动的分类（按机械动能传递方法）（1）机械传动a.齿轮b.杠杆如：自行车驱动力、链传动c.皮带d.机构等刹车、连杆机构传递力或力矩（机械能）（2〕流体传动 a.液压与气动（压力能）b.液力传动（流体动能）（3）机电传动(电力拖动)（4）另外还有其它的传动方式。
注：有时，在一个生产机械中由几种传动形式联合工作。
2.机电传动－（本课程研究的内容）以电动机为原动机驱动生产机械的传动系统服务对象：各种生产机械它是一种由电能转变成机械能的传动系统，所以有时也称为电力传动或电力拖动3. 机电传动控制目前：由于生产技术的不断发展，生产机械的自动化程度和生产精度不断提高，所以要求机电传动系统不仅完成能量转换的工作还要对传动过程进行控制。
本课程所研究的就是这二部分内容。
传动及控制所以课程名称叫《机电传动控制》4. 机电传动控制的任务机床切削过程电梯平稳升降及定位轧机的换向等§1.2机电传动发展概况简单的可以分为：a.成组拖动（传动）b.单电机拖动c.多电机拖动三个阶段从控制系统的功率器件上分类：a.接触器和继电器时代b.电机放大机及磁放大机时代c.可控硅（晶闸管）另外，由于计算机技术的发展，又出现了a.模拟控制b.数字控制（数控机床）§1.3 内容安排1.《机械电子》专业是一个以机为主机电结合的专业,课程设置（具了解）基本上是这样的《电路基础》电学基础《模拟电子》电子技术（弱电）《数字电子》计算机技术《机电传动控制》包括了所有应掌握的强电内容用以上四门课程取代了机械专业的《电工学》课程。
《机电传动控制》教学课件—第1章 绪论
把上述各种参量的关系用方程式表示出来，则有：
TM
TL
J
dω dt
（式1-1）
TM ——电动机的输出转矩（亦称驱动转矩，N·m）；
TL ——生产机械的负载转矩（N·m）；
J ——机电传动系统的转动惯量（kg·m2）；
——机电传动系统的角速度（rad/s）；
t ——时间（s）
TM
TL
J
dω dt
成组驱动属于电动机稀缺、昂贵时期的无奈之举，现今 已经被淘汰。
（2）单电机驱动
单电机驱动是指每一 台生产机械，都由一台电 动机单独驱动，较成组驱 动已有很大进步。
但是，当生产机械的 运动部件较多时,则需要设 置分动箱、离合器等机构， 总体结构仍嫌复杂,无法满 足生产工艺的特殊要求。
图1-3 单电机驱动（立式钻床）
程的方法
1.1 机电传动系统
1.1.1机电传动系统与机电传动控制 1. 机电传动系统的组成
机电传动系统一般由电力供应系统、电气控制系统、机 电传动机构及生产机械组成（图1-1）。
图1-1 机电传动系统的组成
2. 机电传动控制
电气控制系统和机电传动机构是机电传动系统的重要组 成部分，也是机电传动控制学科的主要研究内容。
因此，在生产工艺要求复杂多变的场合，可编程序控制 器可以大显身手，并已经成为机电传动控制系统的主流控制 器件。
图1-6 可编程序控制器控制系统
（3）数字控制系统
自1952年美国出现第一台数控铣床，1958年出现加工 中心之后，计算机数字控制（Computerized Numerical Control ，CNC）技术开始逐渐普及。
柔性制造系统FMS与计算机辅助设计（Computer Aided Design ，CAD）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）相融合，又促使工业生产向计算机 集成制造系统（Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems，CIMS）迈进。
机电传动与控制资料课件
03
CATALOGUE
机电传动控制系统
控制系统的基本组成与工作原理
控制系统的基本组成
控制器、执行器、被控对象和反馈环节。
工作原理
通过反馈环节获取被控对象的输出信息，与 设定值进行比较，控制器根据比较结果产生 控制信号，执行器根据控制信号调整被控对
象的输入，从而改变其输出。
常用控制策略与方法
PID控制
02
CATALOGUE
电机与电力电子器件
电机的工作原理与分类
电机的工作原理
电机是机电传动与控制中的重要组成部分，其工作原理基于电磁感应定律和磁场对电流的作用力。当 电流通过电机内部的导体时，会产生磁场，该磁场与电流相互作用产生转矩，从而使电机转动。
电机的分类
根据工作原理和应用场景的不同，电机有多种分类。常见的电机类型包括直流电机、交流电机、步进 电机、伺服电机等。
04
CATALOGUE
机电传动系统的控制技术
数字控制技术
总结词：高效精确
详细描述：数字控制技术通过将控制信号数字化，实现对机电传动系统的精确控制。它具有高效、可靠、灵活的特点，能够 提高系统的稳定性和精度。
智能控制技术
总结词：自主决策
详细描述：智能控制技术利用人工智能、神经网络等技术，使系统具备自主学习和决策的能力。它可 以自动识别和适应不同的工况，优化控制效果，提高系统的智能化水平。
常用电力电子器件及其应用
晶体管
晶体管是一种常用的电力电子器件，具有电 流放大作用。晶体管在电路中可以作为开关 或放大器使用，常见于各种电子设备和控制 系统，如计算机、通信设备等。
可控硅整流器
可控硅整流器是一种具有开关功能的电力电 子器件，广泛应用于交流电的控制和整流。 可控硅整流器在工业自动化、电力控制等领 域有广泛应用，如变频器、调速器等。
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一、填空题：
1、说明下列指令意义：
MOV 传送指令RST 复位指令
ORB 块或指令LD 取指令
2、电气控制原理图一般分为主电路和辅助电路两部分。
3、PLC编程语言通常有三种：梯形图、指令表、和___顺序功能图___。
二、改错题
如图所示的电动机控制电路有何错误?应如何改正?请画出正确的电路图。
1．电动机起保停控制电路2。
电动机正反转控制电路
三、简答题：
1、试比较交流接触器与中间继电器的相同及不同之处，并说明如果采用PLC控制，还需要中间继电器吗？
答：中间继电器和接触器工作原理一样。
接触器触点（头）有主辅之分，主触点（头）为三个，常用于接通或断开主电路或大电流电路，辅助触点（头）上流过的电流小，只接在控制电路中；而中间继电器的触点（头）数量较多、大小一样，在电路中起增加触点（头）数量的作用。
如果采用PLC控制，不需要中间继电器。
2、请说明低压断路器（自动空气开关）DZY20-160中，有哪些脱扣装置和保护功能？
四、写出下图所示梯形图的指令表（语句表）。
解：指令表（语句表）如下
五、试将下图所示的功能图改画成 步进梯形图，写出指令程序清单 （语句表）。
解：画出梯形图见右图所示， 写出指令表如下：
六、试将下图所示的继电接触器控制电路改画成PLC 的梯形图，画出 PLC 外部接线图，并写出指令程序清单（语句表）。
LD X400 S S600 STL S600 LD M575 S S601 STL S601 LDI X401 OUT Y430 LD X402 OUT T450 K 60
LD T450 S S602 STL S602 LDI X403 OUT Y431 LD X404 OUT T451 K 60 LD T451 S S600 RET
解：（1）列出元件分配表：
（2）由表中所列元件号，画出PLC 外部接线图如下图所示；
再根据其控制功能，设计出梯形图如下图所示。
（经验法——起保停电路）。
七、试画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路。
（包括主电路和控制电路）
解：主电路控制电路(常开或常闭SB各3个以上)
八、送料小车在A 处上料，在 B 处卸料，两处都设置有行程开关，并
停车6分钟（右图）。
试用PLC 的基本
逻辑指令画出梯形图，并写出语句表。
画出梯形图见下图，写出语句表见右下图.。