机电传动控制-1

1、教材：机电传动控制（第五版）邓教材：机电传动控制（第五版）邓星钟等编星钟等编江南大学江南大学 机械工程学院机械工程学院 王琨王琨2016-2017学年学年 第二学期第二学期课程安排课程安排课程总学时： 32习题课： 2教学大纲教学大纲教学日历教学日历教 学 内 容讲课习题第一章 概述1第二章 机电传动系统的动力学基础3第三章 直流电机的工作原理及特性6第四章 直流传动控制系统81第五章 交流电动机的工作原理及特性4第六章 交流传动控制系统41第七章 控制电机2第八章 步进电动机传动控制系统2第九章 机电传动控制系统电动机的选择2合 计322课程总学分： 2课课 表表课程要求课程要求关于考核与作

2、业要求:考核：平时作业(约30%)、考勤(约20%) 、课堂提问、小测验，最后一次课书面测试(约50%) 。学委负责出勤情况考核，上报缺课同学名单。作业要求: 撰写在A4上。11 机电系统的组成机电系统的组成机电系统完成生机电系统完成生产任务的基础产任务的基础驱动运动部件的原动机驱动运动部件的原动机（这里指的是各种电动机）（这里指的是各种电动机）的总称的总称控制电动机的系统控制电动机的系统 驱动生产机械的电动驱动生产机械的电动机和控制电动机的一机和控制电动机的一整套电气系统整套电气系统 将电能转换为机械能；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；实现生产机械的启动、停止以

3、及速度的调节； 完成各种生产工艺过程的要求；完成各种生产工艺过程的要求； 保证生产过程的正常进行。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线、车间乃至整个工厂都实现自动化自动化。 从狭义上讲，则指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品从狭义上讲，则指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数数量的增加量的增加（效率）、（效率）、质量的提高质量的提高（精度）、（精度）、生产成本的降低生产成本的降低、工人工人劳动条件的改善劳动条件的改善以及以及能量的合理利用能量的合理利用等。等。 12 机

4、电系统的目的和任务机电系统的目的和任务u目的目的u任务任务 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。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。 一些一些精密机床精密机床要求加工精度百分之几毫米，甚至几微米；要求加工精度百分之几毫米，甚至几微米； 重型镗床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；给，即要求系统有很宽的调速范围； 轧钢车间轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械，操作频繁，要求在不的可逆式轧机及其辅助机械，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

5、启动、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；制动和反向； 对于对于电梯和提升机电梯和提升机，则要求启动和制动平稳，并能准确地停，则要求启动和制动平稳，并能准确地停止在给定的位置上；止在给定的位置上； 对于对于冷、热连轧机以及造纸机冷、热连轧机以及造纸机的个机架或分部，则要求各机的个机架或分部，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；架或各分部的转速保持一定的比例关系进行协调运转； 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。统一控制或管理。 诸如此类的要求，都要靠

6、电动机及其控制系统来实现。诸如此类的要求，都要靠电动机及其控制系统来实现。举例举例1：电风扇的组成：电风扇的组成台风扇与落地扇的结构：台风扇与落地扇的结构：1：风扇电动机；：风扇电动机；2：电风扇叶及前后网罩；：电风扇叶及前后网罩；3：连接头及减速连杆摆头机构；：连接头及减速连杆摆头机构；4：底座及开关控制机构。：底座及开关控制机构。电风扇电气控制系统电风扇电气控制系统控制系统的原理：控制系统的原理：利用铁芯电感的不同抽头，即改变与风扇电路串联的电感的利用铁芯电感的不同抽头，即改变与风扇电路串联的电感的感抗，来改变电扇的电压，进行调速。感抗，来改变电扇的电压，进行调速。举例举例2：电梯的组成：

7、电梯的组成电梯的结构：电梯的结构：1：曳引机：由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机：曳引机：由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。电机和曳引机一体，曳引机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。电机和曳引机一体，曳引机拖动着钢丝绳，钢丝绳连着电梯轿箱。拖动着钢丝绳，钢丝绳连着电梯轿箱。2：轿厢与配重；：轿厢与配重；3：电梯控制机构，如：电梯控制机构，如PLC、变频器。、变频器。电梯电气控制系统电梯电气控制系统控制系统的原理：控制系统的原理：电梯的运行在主控制板的指令控制变频器，由电梯的运行在主控制板的指令控制变频器，由变频器驱动曳引机带动轿厢运行。变频器驱

8、动曳引机带动轿厢运行。主控板：主控板：输出命令；上行输出、下行输出、电梯高速运行、电梯输出命令；上行输出、下行输出、电梯高速运行、电梯低速运行、停止等。低速运行、停止等。变频器（采用脉冲频率可选的专用脉宽调制技术）：变频器（采用脉冲频率可选的专用脉宽调制技术）：采用多段速采用多段速控制方式，变频器按照预先设定的速度曲线控制曳引机运行。控制方式，变频器按照预先设定的速度曲线控制曳引机运行。编码器：编码器：曳引机的驱动轴上安装有旋转编码器，接到变频器的信曳引机的驱动轴上安装有旋转编码器，接到变频器的信号输入端构成闭环控制。号输入端构成闭环控制。举例举例3：服务机器人：服务机器人机机器器人人功功能能

9、模模块块构构成成 举例举例3：机器人控制系统：机器人控制系统机机器器人人控制系统构构成成 1.3 机电传动控制的发展机电传动控制的发展 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电传动控制的发展可从机电传动机电传动和和控制系统控制系统两方面来讨论。两方面来讨论。一、机电传动的发展一、机电传动的发展 成组拖动成组拖动一台电动机拖动一台电动机拖动一根天轴（或地轴），然后再由天轴（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或地轴）通过皮带轮和皮带分别拖动多台生产机械。台生产机械。（） 单电

10、机拖动单电机拖动一台电动机拖一台电动机拖动一台生产机械的各运动部件。动一台生产机械的各运动部件。（ 多电机拖动多电机拖动一台生产机械一台生产机械的各个运动部件分别由不同的电动机来的各个运动部件分别由不同的电动机来拖动。拖动。特点是机构复杂特点是机构复杂,损耗大损耗大, 工作可靠性差、生产效率工作可靠性差、生产效率低、劳动条件差、一旦电低、劳动条件差、一旦电动机出现故障，将造成成动机出现故障，将造成成组的生产机械停车；组的生产机械停车； 这种拖动方式较成组拖这种拖动方式较成组拖动前进了一步，但当一动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件台生产机械的运动部件较多时，其传动机构仍较多时，其传动机构仍十分复杂；十分复杂；机构简单机构简单,控制灵活控制灵活,便于便于生产机械的自动化生产机械的自动化. 二、电气控制系统的发展概况二、电气控制系统的发展概况1.3 机电传动控制的