机电传动控制华中科技大学2015案例.ppt

机电传动控制Mechanical electrical Transmission Control 张浩强 评分要求 1 平时成绩占30% 2 考试成绩占70% 3 无旷课、迟到、早退及格没有问题，努力学习满分也不是问题 内容 内容 3 机电传动控制的发展 成组拖动：一台电动机拖动一根天轴，天轴通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。 不足：电机发生故障，所有设备都停止。 第二章：机电传动的动力学基础 学习要点： 机电传动系统的运动方程式； 多轴传动系统中转矩折算的基本原则和 方法； 了解几种典型生产机械的负载特性； 了解机电传动系统稳定运行的条件以及学会分析实际系统的稳定性； 一、单轴拖动系统运动方程式 二、传动系统的状态 三、 的参考方向 假设电动机转速n为正 若TM与n的符号相同（同取正或反取负），则表示TM的作用方向与n相同， TM为拖动转矩；若TM与n的符号相反，则表示TM的作用方向与n相反， TM为制动转矩。 若TL与n的符号相同（反取正或同取负），则表示TL的作用方向与n相反，为制动转矩；若TL与n的符号相反，则表示TL的作用方向与n相同，为拖动转矩。 举例 当启动上升时，TM的作用方向与n的方向相同，故TM的符号与n的符号相同，同取正；而TL的作用方向与n的方向相反，故TL的符号与n的符号相同，取正。TM、 TL、n的方向如图（a）所示 举例 当制动减速时，TM的作用方向与n的方向相反，故TM的符号与n的符号相反，TM取负；而TL的作用方向与n的方向相反，故TL的符号与n的符号相同， TL取正。TM、 TL、n的方向如图（b）所示 . 四、多轴拖动系统的组成 五、负载转矩的折算 五、负载转矩的折算 六、转动惯量的折算 七、机电传动系统的负载特性 七、机电传动系统的负载特性 7.3 离心式通风机型负载特性曲线 7.4 直线型负载特性曲线 7.5 恒功率型负载特性曲线 八 机电传动系统稳定运行的含义 系统应能以一定速度匀速运行； 系统受某种外部干扰（如电压波动、负载转矩波动等）使运行速度稍有变化，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 九 机电传动系统稳定运行的条件 电动机的输出转矩TM和负载转矩TL大小相等，方向相反，相互平衡。异步电动机的机械特性曲线1与生产机械的负载特性曲线有交点a，b。 九 机电传动系统稳定运行的条件 电动机的输出转矩TM和负载转矩TL大小相等，方向相反，相互平衡。异步电动机的机械特性曲线1与生产机械的负载特性曲线有交点a，b。 第三章 直流电机的工作原理及特性 直流电机可用做电动机，将电能转化为机械能。电动机运动。 直流电机可用做发电机，将机械能转化为电能。直流发电机做为直流电源，供给直流电动机。 一、直流电机的基本结构 直流电机：包括定子（磁极）和转子，定子与转子由空气隙分开。 定子：产生主磁场，支撑电机。由主磁极、换向极、机座、端盖、 轴承组成。电刷用电刷座固家在定子上。 转子：产生感应电动势和和产生机械转矩。包括电枢绕组、电枢 铁芯、换向器、轴、风扇 主磁极：包括主磁极铁芯、励磁绕组、磁极下面扩大部分的极靴。 主磁极产生主磁场。极靴使通过空气隙中的磁通分布合理，使励 磁绕组牢固固定在铁芯上。 机座：固定主磁极、换向极、端盖，用地脚螺栓将电机固定在基 础上。 换向极：上下NS为主磁极，水平方向有一对较小的磁极即 换向极，线圈旋转到换向的位置，如果没有换向极，那么线 圈中的电流较大，形成很大的电压，从而产生很大的电场强 度，击穿空气产生火花。 在水平方向加一对磁通较小的 磁极，当换向的时候，线圈水平，而线圈要继续运动除了要 切割 主磁极的磁感线外，还要切割换向极的磁感线，从而产 生反电动势，就会减小线圈中的电流，从而减小换向火花。 电枢绕组：产生感应电动势及电磁转矩。嵌入电枢铁芯的槽中。 换向器：对发电机而言，将电枢绕组内感应的交流电动势转换电 刷间的直流电动势。对电动机而言，将外加的直流电流转换为电 枢绕组的交流电流。换向器由彼此隔开的换向片组成。 二 直流电机的简化 电机具有一对磁极、电枢绕组只是一个线圈，线圈两端分别接两个换向片，换向片上压着电刷A和B。 三 直流电机做发电机 E=Ke ?n E电刷间的电动势（V） ?为一对磁极的磁通（Wb） n电枢转速（r/min） Ke与电机结构有关的常数 四 直流电机做电动机 T=Kt?Ia T电磁转矩（N·m） ?一对磁极的磁通（Wb） Ia电枢电流（A） Kt与电机结构有关常数 Kt ＝9.55 Ke 五 直流发电机的励磁方式 他励发电机的励磁绕组由外电源供电，励磁电流不受电枢端电压或电枢端电流影响。其它三种的励磁电流为电枢电流或