機(jī)電傳動控制-1

1、教材：機(jī)電傳動控制（第五版）鄧教材：機(jī)電傳動控制（第五版）鄧星鐘等編星鐘等編江南大學(xué)江南大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 王琨王琨2016-2017學(xué)年學(xué)年 第二學(xué)期第二學(xué)期課程安排課程安排課程總學(xué)時(shí)： 32習(xí)題課： 2教學(xué)大綱教學(xué)大綱教學(xué)日歷教學(xué)日歷教 學(xué) 內(nèi) 容講課習(xí)題第一章 概述1第二章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)3第三章 直流電機(jī)的工作原理及特性6第四章 直流傳動控制系統(tǒng)81第五章 交流電動機(jī)的工作原理及特性4第六章 交流傳動控制系統(tǒng)41第七章 控制電機(jī)2第八章 步進(jìn)電動機(jī)傳動控制系統(tǒng)2第九章 機(jī)電傳動控制系統(tǒng)電動機(jī)的選擇2合 計(jì)322課程總學(xué)分： 2課課 表表課程要求課程要求關(guān)于考核與作

2、業(yè)要求:考核：平時(shí)作業(yè)(約30%)、考勤(約20%) 、課堂提問、小測驗(yàn)，最后一次課書面測試(約50%) 。學(xué)委負(fù)責(zé)出勤情況考核，上報(bào)缺課同學(xué)名單。作業(yè)要求: 撰寫在A4上。11 機(jī)電系統(tǒng)的組成機(jī)電系統(tǒng)的組成機(jī)電系統(tǒng)完成生機(jī)電系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)驅(qū)動運(yùn)動部件的原動機(jī)驅(qū)動運(yùn)動部件的原動機(jī)（這里指的是各種電動機(jī)）（這里指的是各種電動機(jī)）的總稱的總稱控制電動機(jī)的系統(tǒng)控制電動機(jī)的系統(tǒng) 驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械的電動驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械的電動機(jī)和控制電動機(jī)的一機(jī)和控制電動機(jī)的一整套電氣系統(tǒng)整套電氣系統(tǒng) 將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能； 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動、停止以及速度的調(diào)節(jié)；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動、停止以

3、及速度的調(diào)節(jié)； 完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求；完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求； 保證生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行。保證生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行。 從廣義上講，機(jī)電傳動控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)從廣義上講，機(jī)電傳動控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、車間乃至整個工廠都實(shí)現(xiàn)線、車間乃至整個工廠都實(shí)現(xiàn)自動化自動化。 從狹義上講，則指控制電動機(jī)驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品從狹義上講，則指控制電動機(jī)驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)數(shù)量的增加量的增加（效率）、（效率）、質(zhì)量的提高質(zhì)量的提高（精度）、（精度）、生產(chǎn)成本的降低生產(chǎn)成本的降低、工人工人勞動條件的改善勞動條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 機(jī)

4、電系統(tǒng)的目的和任務(wù)機(jī)電系統(tǒng)的目的和任務(wù)u目的目的u任務(wù)任務(wù) 隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對機(jī)電傳動控制系統(tǒng)的要求愈來愈高。隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對機(jī)電傳動控制系統(tǒng)的要求愈來愈高。 一些一些精密機(jī)床精密機(jī)床要求加工精度百分之幾毫米，甚至幾微米；要求加工精度百分之幾毫米，甚至幾微米； 重型鏜床重型鏜床為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進(jìn)為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進(jìn)給，即要求系統(tǒng)有很寬的調(diào)速范圍；給，即要求系統(tǒng)有很寬的調(diào)速范圍； 軋鋼車間軋鋼車間的可逆式軋機(jī)及其輔助機(jī)械，操作頻繁，要求在不的可逆式軋機(jī)及其輔助機(jī)械，操作頻繁，要求在不到一秒的時(shí)間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過程，即要求系統(tǒng)能迅速

5、啟動、到一秒的時(shí)間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過程，即要求系統(tǒng)能迅速啟動、制動和反向；制動和反向； 對于對于電梯和提升機(jī)電梯和提升機(jī)，則要求啟動和制動平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確地停，則要求啟動和制動平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確地停止在給定的位置上；止在給定的位置上； 對于對于冷、熱連軋機(jī)以及造紙機(jī)冷、熱連軋機(jī)以及造紙機(jī)的個機(jī)架或分部，則要求各機(jī)的個機(jī)架或分部，則要求各機(jī)架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)； 為了提高效率，由數(shù)臺或十幾臺設(shè)備組成的生產(chǎn)自動線，要求為了提高效率，由數(shù)臺或十幾臺設(shè)備組成的生產(chǎn)自動線，要求統(tǒng)一控制或管理。統(tǒng)一控制或管理。 諸如此類的要求，都要靠

6、電動機(jī)及其控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。諸如此類的要求，都要靠電動機(jī)及其控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。舉例舉例1：電風(fēng)扇的組成：電風(fēng)扇的組成臺風(fēng)扇與落地扇的結(jié)構(gòu)：臺風(fēng)扇與落地扇的結(jié)構(gòu)：1：風(fēng)扇電動機(jī)；：風(fēng)扇電動機(jī)；2：電風(fēng)扇葉及前后網(wǎng)罩；：電風(fēng)扇葉及前后網(wǎng)罩；3：連接頭及減速連桿擺頭機(jī)構(gòu)；：連接頭及減速連桿擺頭機(jī)構(gòu)；4：底座及開關(guān)控制機(jī)構(gòu)。：底座及開關(guān)控制機(jī)構(gòu)。電風(fēng)扇電氣控制系統(tǒng)電風(fēng)扇電氣控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的原理：控制系統(tǒng)的原理：利用鐵芯電感的不同抽頭，即改變與風(fēng)扇電路串聯(lián)的電感的利用鐵芯電感的不同抽頭，即改變與風(fēng)扇電路串聯(lián)的電感的感抗，來改變電扇的電壓，進(jìn)行調(diào)速。感抗，來改變電扇的電壓，進(jìn)行調(diào)速。舉例舉例2：電梯的組成：

7、電梯的組成電梯的結(jié)構(gòu)：電梯的結(jié)構(gòu)：1：曳引機(jī)：由電動機(jī)、制動器、聯(lián)軸器、減速箱、曳引輪、機(jī)：曳引機(jī)：由電動機(jī)、制動器、聯(lián)軸器、減速箱、曳引輪、機(jī)架和導(dǎo)向輪及附屬盤車手輪等組成。電機(jī)和曳引機(jī)一體，曳引機(jī)架和導(dǎo)向輪及附屬盤車手輪等組成。電機(jī)和曳引機(jī)一體，曳引機(jī)拖動著鋼絲繩，鋼絲繩連著電梯轎箱。拖動著鋼絲繩，鋼絲繩連著電梯轎箱。2：轎廂與配重；：轎廂與配重；3：電梯控制機(jī)構(gòu)，如：電梯控制機(jī)構(gòu)，如PLC、變頻器。、變頻器。電梯電氣控制系統(tǒng)電梯電氣控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的原理：控制系統(tǒng)的原理：電梯的運(yùn)行在主控制板的指令控制變頻器，由電梯的運(yùn)行在主控制板的指令控制變頻器，由變頻器驅(qū)動曳引機(jī)帶動轎廂運(yùn)行。變頻器驅(qū)

8、動曳引機(jī)帶動轎廂運(yùn)行。主控板：主控板：輸出命令；上行輸出、下行輸出、電梯高速運(yùn)行、電梯輸出命令；上行輸出、下行輸出、電梯高速運(yùn)行、電梯低速運(yùn)行、停止等。低速運(yùn)行、停止等。變頻器（采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術(shù)）：變頻器（采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術(shù)）：采用多段速采用多段速控制方式，變頻器按照預(yù)先設(shè)定的速度曲線控制曳引機(jī)運(yùn)行?？刂品绞?，變頻器按照預(yù)先設(shè)定的速度曲線控制曳引機(jī)運(yùn)行。編碼器：編碼器：曳引機(jī)的驅(qū)動軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，接到變頻器的信曳引機(jī)的驅(qū)動軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，接到變頻器的信號輸入端構(gòu)成閉環(huán)控制。號輸入端構(gòu)成閉環(huán)控制。舉例舉例3：服務(wù)機(jī)器人：服務(wù)機(jī)器人機(jī)機(jī)器器人人功功能能

9、模模塊塊構(gòu)構(gòu)成成 舉例舉例3：機(jī)器人控制系統(tǒng)：機(jī)器人控制系統(tǒng)機(jī)機(jī)器器人人控制系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成成 1.3 機(jī)電傳動控制的發(fā)展機(jī)電傳動控制的發(fā)展 機(jī)電傳動及其控制系統(tǒng)總是隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。機(jī)機(jī)電傳動及其控制系統(tǒng)總是隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。機(jī)電傳動控制的發(fā)展可從電傳動控制的發(fā)展可從機(jī)電傳動機(jī)電傳動和和控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)兩方面來討論。兩方面來討論。一、機(jī)電傳動的發(fā)展一、機(jī)電傳動的發(fā)展 成組拖動成組拖動一臺電動機(jī)拖動一臺電動機(jī)拖動一根天軸（或地軸），然后再由天軸（一根天軸（或地軸），然后再由天軸（或地軸）通過皮帶輪和皮帶分別拖動多或地軸）通過皮帶輪和皮帶分別拖動多臺生產(chǎn)機(jī)械。臺生產(chǎn)機(jī)械。（） 單電

10、機(jī)拖動單電機(jī)拖動一臺電動機(jī)拖一臺電動機(jī)拖動一臺生產(chǎn)機(jī)械的各運(yùn)動部件。動一臺生產(chǎn)機(jī)械的各運(yùn)動部件。（ 多電機(jī)拖動多電機(jī)拖動一臺生產(chǎn)機(jī)械一臺生產(chǎn)機(jī)械的各個運(yùn)動部件分別由不同的電動機(jī)來的各個運(yùn)動部件分別由不同的電動機(jī)來拖動。拖動。特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)雜特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)雜,損耗大損耗大, 工作可靠性差、生產(chǎn)效率工作可靠性差、生產(chǎn)效率低、勞動條件差、一旦電低、勞動條件差、一旦電動機(jī)出現(xiàn)故障，將造成成動機(jī)出現(xiàn)故障，將造成成組的生產(chǎn)機(jī)械停車；組的生產(chǎn)機(jī)械停車； 這種拖動方式較成組拖這種拖動方式較成組拖動前進(jìn)了一步，但當(dāng)一動前進(jìn)了一步，但當(dāng)一臺生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動部件臺生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動部件較多時(shí)，其傳動機(jī)構(gòu)仍較多時(shí)，其傳動機(jī)構(gòu)仍十分復(fù)雜；十分復(fù)雜；機(jī)構(gòu)簡單機(jī)構(gòu)簡單,控制靈活控制靈活,便于便于生產(chǎn)機(jī)械的自動化生產(chǎn)機(jī)械的自動化. 二、電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展概況二、電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展概況1.3 機(jī)電傳動控制的