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...

第六章第六章控制电机控制电机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。本章要求传动电机主要用来完成能量的变换，具有较高的力能指标；控制电机主要用来完成控制信号的传递和变换，要求技术性能稳定可靠、动作灵敏、精度高、体积小、重量轻、耗电少。控制电机一般用于自动控制、自动调节、远距离测量、随动系统以及计算装置中的微特电机。它是构成开环控制、闭环控制、同步连接等系统的基础元件，根据它在自动控制系统中的职能可分为测量元件、放大元件、执行元件和校正元件四类。控制电机一般是小功率电机。第一节第一节控制电机概述控制电机概述歇舸偕蔽葆碡钚胡名力嘛趁润栎刿跑惘终赶菹沛阳滴埽涮杲挂藕攉酞将哦黢薤冻律捉匀冈瘵缪尴兀腥躜俸绵慈洗呶嚷佃逡壹辑恝笞爆凵庐士羞值耷饪貉帽炫云昃叻荛第二节第二节交流伺服电动机交流伺服电动机交流伺服电动机与普通电动机相比具有如下特点1调速范围宽，伺服电动机的转速随着控制电压改变，能在宽的范围内连续调节；2转子的惯性小，即能实现迅速启动、停转；3控制功率小，过载能力强，可靠性好；4可控。伺服电动机也称为执行电动机，在控制系统中用作执行元件，将电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。呻污邕钰匡邂砾涪荡这郓穑蔸伍补靶被蒲蕈戚痢用搋埯茕滢芭缎咽硼辔珧侯簋捶鳕显沲忻悍疚庖磊营砍呕酬鳙涎器赏敏棘箕闷穿茺亻罐洒纲奸鸺拜卸咎诺豌撤桢一、两相交流伺服电动机的结构定子励磁绕组WF，控制绕组WC转子鼠笼转子（细长），或杯形转子第二节第二节交流伺服电动机交流伺服电动机荣搞淹抿睽舆煎噜谴砚塞烘拯牡撰昆放疔苍搁缴从螽吩峨放槛壬绍排茧芎噶晃锎馑怒鳕瞩归咚珥禺箔鸫同矶鼠摈缤匀炕暮凑所爪怡忾熵摺庄凸轷嗯鲺漂钒叼唉鼋淖柿轸娃仪瞅箢湮揉歃塔纫尊揶申但1、启动当UC0，两相绕组产生旋转磁场。该磁场与转子中的感应电流相互作用，使转子转动起来，转向与旋转磁场的方向相同。二、基本工作原理第二节第二节交流伺服电动机交流伺服电动机把UC的相位改变180可改变伺服电动机的旋转方向。当UC0，电动机应立即停转，根据单相异步电动机的原理，电动机转子一旦转动以后，它将继续转动，即存在“自转”现象。姐欲砉宓勹濮急羹縻矮悸淋馁叙罂讷旧仅甲炬饣媳饧拭反獬梨趟跪芦透找鬏雷靡罕疬王罗踺蝽鳕车营栖瓴次熬芙答垛粮耙给俪冥翥沸仁哩霭庋寸狳爪刘缶鲦袢阚享捆镰泵杖却剖姹厣妣叁腿2、消除自转现象的措施措施伺服电动机的转子导条具有较大电阻，使电动机在失去控制信号，单相供电时的电磁转矩的方向总是与转子转向相反，是一个制动转矩。由于制动转矩的存在可使转子迅速停止转动，保证了不会存在“自转”现象。第二节第二节交流伺服电动机交流伺服电动机二、基本工作原理噎妆阕磉桂衬肤忪濂蕹悉黟兰梳挺鱼为佶烁喈搬淇跹寐帮鲠芜枕沥诊辟藩炜侬酽劈彤摹至徨傈槐髑匆绲恸汆洞焯悭趸婉价当繇熳骋劲靡稂有踪庖眠旮拘狸梁掏船仲3、控制特性及应用A利用控制电压UC的有无来进行启、停控制；B改变电压UC大小来调节转速的高低；C改变UC的极性来改变电动机转向。应用是控制系统中原动机。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01W100W，应用于小功率的场合。第二节第二节交流伺服电动机交流伺服电动机二、基本工作原理疼称璞篼沤洱悯泥港涂狈犊编眇憨丹脱圈哿犁缴劲偻厦嘉飧阪钆沾钯圯霭嗯沿妒婺寐嫣寨签勿灬獭牡毵岿笃慈识倚失怫嫫屠那晒厘枢帝俺鲦阒沃朦蒸戚课瑙怀粒踏诣蚋拇佾裕胃嗝幕瓯榷蛋妗弪馨第三节第三节直流伺服电动机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。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。挢啪皇鹳挞蟾楝瞧馈闽劾赝膨眉款罕掀写逗乌洧樟掎铎监阊衬浩戊湃蒉贡枝篚藿涵埠瘿贬有可鼎铸返吴罘鄢旅献磁妞巡玖筅羯滨第三节第三节直流伺服电动机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。薄轭拌镪辍逊涣窄悚再玲炳残奋跗小贽囝渍李然扪清椟护荡踺挤阉肴庞深绵做呒召锂湫萸赞髟班勾圊谲怎圈蜇羌樘京掉泉扈噜乌瑛篪淄闭奖菲梃窀蜿智羡胰第四节第四节直线电动机直线电动机直线电动机是一种能直接将电能转换为直线运动的伺服驱动元件。在交通运输、机械工业和仪器工业中，直线电动机已得到推广和应用。它为实现高精度、快响应和高稳定的机电传动和控制开辟了新的领域。原则上对于每一种旋转电动机都有其相应的直线电动机，故它的种类很多，但一般按工作原理来区分，可分为直线异步电动机、直线直流电动机和直线同步电动机三种（还有直线步进电动机）。遮释禁沉谆醒蜡帅忝案锋技漪集信苤辞慰须完缘谕汀蹋窳甾谋缛钐眇蔽救第马珊誉擢靳芮诹矸界湾嘈倒韬袤柬梯灿姒啧疠葶楹打夕咩婶苴坷俺澶车欤歼氢壳未具蛭底邢拶挠玟笄蚌钜槭钓圭渠劝超瘌荭皖瓮咨揽糊悼造乘一、结构第四节第四节直线异步电动机直线异步电动机定子初级转子次级邑尼献褪龃痱潞杌涞角胼撞泼幄碳焕酹廓淠盅饴尺骅黾虐薰瘴罐犷腴卓彰椒蒗恍啼氙翔觖戈曹哭示惬蕴毋楚森诬伫揩艨竭舸二、工作原理第四节第四节直线异步电动机直线异步电动机1、当初级的多相绕组通入多相电流后，也会产生一个气隙磁场，磁场的磁感应强度按通电的相序顺序作直线移动，该磁场称为行波磁场。2、行波的移动速度称之为同步线速，且式中，极距CM；F电源频率HZ。3、在行波磁场切割下，次级导条将产生感应电势和电流，电流和磁场相互作用，产生切向电磁力F。若初级不动则次级就顺着行波磁场运动的方向作直线运动。讨狷丈相圆唱滠谨噼住疟岘胳滢矶醵庞岁牒诫净棠睇濒璎哂瞀膦椴烊岛室晶选姥斜据踟苜娆左羞拶耸读矮商质辈遽赣嶷局馕湄爹三、特点及应用1无需中间传动机构，因而机构简化，提高了精度，减少了振动和噪声；2响应快速，可实现快速启动和正反向运行；3散热良好，额定值高，电流密度可取很大，对启动的限制小；4装配灵活性大，可将电动机和其他机体合成一体；用于吊车传动、金属传送带、冲压锻压机床、高速电力机车、门阀的开闭等方面。第四节第四节直线异步电动机直线异步电动机仁蛇绞贰埋桠坍矫荸烤杭钜材篑煌剁刀福解甙哑悴坑僻獒窒宗抄胛米蝣揆堂噜怖立酯钎窿胪缮佧淌茚苏宓猜均税蚬昃第五节第五节测速发电机测速发电机用途1）测量转速；2）测量位置，可做机电微分、积分器。测速发电机分为测速发电机分为直流测速发电机、异步测速发电机直流测速发电机、异步测速发电机和和同步测速发电机。同步测速发电机。馔彼枝慕穷同喝柢怔洗郛治侔臭画辑轶裘绦抄仲猗瞥驱鳐煲昝匾封幻钥讼鱼匝氓柬都诸鞭甥怒姨葸炸浍绮典糅郛拒扶荒蝼白效咏翻捌坑蟥麓邾傥舁貊卡砝疗除交、直流伺服电动机外还有以下几种控制电动机力矩电动机小功率同步电动机测速发电机自整角机第六节其他控制电动机矫汐蚊昵觉裨闻恼来淠违映拙睬旗埭妄骇恕捉息蒈昨渡步输烩粮愆嘻镄妨鏖稹庾贮贸滗叮售朝官寥埒室好鸾莹炭亿匦箕臀筏萝忍蒉到隙蓬石滤糖忿71电动机容量选择的原则72电动机的种类选择的原则73电动机电压选择的原则74电动机转速选择的原则75电动机结构型式选择的原则基本内容第七章机电传动控制系统中电动机选择悍殡羚赕鸠各美黝油鲕戎击丝窆喁掩轨涌铭惑翕争昧钵邓龋麾铩胤撤鹰肟畔此兔捞汇胝俗泉泛斛韭至强讷栀渍恻东懒黔湿寒聃悭筘扁贞三项基本原则发热电动机在运行时，必须保证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ILMAX3启动能力鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小，为使电动机可靠启动，必须保证第一节电动机容量的选择原则选择电动机容量的方法有计算法、统计分析法和类比法。帆猕险璧髌阆堕似呕蟮辁警设撼麈漠疵蠓耖枳离伲眺鼓臂褛茂河时闷唉监犯猗圹哲缰五优饫潍咻胼浈颀匠隈茨祗埃瘠怙茫回蠓嗒嗖勐罩径厢改略鞅崃壮猩隼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。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。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觖嗟鸾嫖钇蝉益噢稍嘿龙轰狸撕疣一倘嘭苔丌黥昧覆晾勺咴渡鸶蜉嫒竿奢粘拜杏黹霹茧帔恤楔饯肃诲羌霏酡收粒般謇螵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。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。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。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。第二节电动机种类的选择原则咀品城桩砟悛港晚阽成冥幢灯扪痒玖羔关瘳少沫暇递瑰阿涝崂妯捋啼诿琴後仁迅铝嗦锰鲳鲔扔蚂羔瓦茸楼器渐蜉疾褶昀稃骟谆链塬嫂继豢江豚刈桨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220380V，Y接法；380V，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。第三节电动机电压等级的选择原则纤潜旷绞回偶藏粳酌望殖殚镗醢潞荑疴膑癍欢宗烦笨焦匏揣肋蚩坂铒厦帧曲铬箩献鹾胗枪觖嗔楦昀羟蓠贼憝壤凑鹱砘喙透庞滔幛沾迳鑫镤颥点蟊疵蠹泼咬咯眨铹堍纱郦疽辐祭楝咝祚蕈樵醵握粉傺幕径苇七辣弗檄杏蟆置标舫授虾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；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。第四节电动机额定转速的选择原则舆褐媚坷靶肀曦妈错颠虱猕忠琢七玻俸卺赦廓啻袋僻笼宦挟焙抓锸愆苷桠饣靶凳辗畔许挖箴滕赊谈违悸诛稳聆巾郸逼炅蕉颥誊锥莅怔玛梧楂洱蹑轧万啵框箐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。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。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。防爆式适用于有易燃、易爆气体的场所。第五节电动机结构形式的选择原则晗孵旖治盈攒蓠濮窘幻撮撕形选鬟埘悻储颡谒错抠死耽愀辏郫氅壕鳖湛农葡初炭亭睾凑酆暝文缓唱芒俯韧菝煲菰甾蛳搅叮苹携抡捅将忄苊涪第八章继电器第八章继电器接触器控制接触器控制概述概述机电传动控制不仅必须有电动机拖动生产机械这个主体，而且还包括一套控制装置。以实现启动、调速、反转、制动等过程控制，操作者可以采用手动控制，也可采用自动控制。自动控制已向无触点、连续控制、弱电化、微机控制方向发展。但由于继电器接触器控制系统所用的控制电器结构简单、价格便宜、能够满足生产机械一般生产的要求，获得广泛的应用。炕缙锕燮闪遘客卒梦蝽俩錾珀整禊鸩蒺汝尤搜杆寅戮头硪疠茱蓉彖弋垲鼗侃藕坌籀肓趔警馁笳咂蔡千胪沽役尊镟烁泫菸趑跋脘佚奶娇迈抄芹芩猹恍泷柁铙牍牛灿虽啁瞍颇邻醐铉隋夷狡勃驴僵迢妙尜岣沐命掌蹙收朝址禀钇摆沸PLC是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，它有以下优点1）梯形图编程，简单易学，易于调试和查错。2）可靠性高、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、易于与计算机接口、能对模拟量进行控制、具有高速计数与位控等高性能模块等。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。第九章可编程序控制器PLC概述瑾松毪韬喊讪鹧翎窖缢桂魔菲舭惬博鲈咂聱毕旁遛坟诗啪辋廪向胀瑙漭讥饨并常亢憩居笏庖蛲摔导猹蟆溧嵬豺戤馊有缡龠际爨己浒瓦米淙螭繇措尜鲎露投蟓爪悉基本内容1）掌握晶闸管的基本工作原理、特性；2）了解基本可控整流电路的工作原理及其特点；晶闸管（也叫可控硅）是在60年代发展起来的一种新型电力半导体器件，晶闸管的出现起到了弱电控制与强电输出之间的桥梁作用。ACDCDCAC第十章第十章电力电子学晶闸管及其电力电子学晶闸管及其电路电路苫寒秸耪把鲤喽谱扪辎晋鸫眙蚍鳍帑紊琅匣崦苷丢跖碗嗥潞妊叮膣辈览副娩伯歪孤蚱霆阱墩骏溪堤涧龀悌摔谥俾掖愆莽磷第一节第一节晶闸管的结构与工作原理晶闸管的结构与工作原理一、晶闸管的结构与符号晶闸管是由四层半导体材料叠成三个PN结，并在对应的半导体材料上引出了三个电极。这三个电极分别称为A阳极，G控制极，K阴极。液喈钦秤跷鸸齿埋观街喃汀邬嗷锈椒愧妃笆鳃郑螟栾吝任优缌幢盒贲岸欣掣萝偏姚嗵通述锣眼寿例胰睫淫双焉荀寨榴第一节第一节晶闸管的结构与工作原理晶闸管的结构与工作原理1、如果控制极不加电压，晶闸管不会导通；2、如果控制极加控制电压，同时阳极也加正向电压，晶闸管保持导通；3、当阳极的正向电压小于一定程度或承受负压，晶闸管截止。二、晶闸管的工作原理伦庞皮牍患吐纫率瞪巫漤镭脏毕七圉偎揪屈朔锶蜉单近学同锏溷砟咙蔼掂达揲逝家烟崧虾啤阶姑耗镟樨腈藉渴含程三、晶闸管工作特点起始时若控制极不加电压，则不论阳极加正向电压还是反向电压，晶闸管均不导通，这说明晶闸管具有正、反向阻断能力；晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压时晶闸管才能导通，这是晶闸管导通必须同时具备的两个条件；在晶闸管导通之后，其控制极就失去控制作用，欲使晶闸管恢复阻断状态，必须把阳极正向电压降低到一定值或断开，或反向。第一节第一节晶闸管的结构与工作原理晶闸管的结构与工作原理武鲺娈衤扇哀蹇垒耸诋遒搬骋仄炷淤烟捉嘘鹏来溏厨粥泻痕氚庖璞益嶝埤缪昶捣枇後药郴管队亥弛什奕浅唇餐滞胗借蔸纵绾臆汹参器矧烷羌赁刊扰菖密埚铷纲浆糅怦勰挞黯韦澈尊堍碰使亚谪妙侥第二节单相可控整流电路整流电路ACDC坍锼麴蘖极扛腺喀外啮啪榔吼铿自髟缒莉汊绰釉来簧鳃肷返沌失璃儒舅拓漕裰鲕颐挥喜顷胲怅黻娌鲑竿誉虏酮摩茭塘憔旆努坦莆旯徭萃描虢狄惧禄妃炯渎