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伺服驱动与电气控制 专业方向：机械电子 学 时：32 主讲教师：高红红 Email： Ghh0122@163.COM Tel： 第一章 绪论 一 教学目的 伺服(servo)：按照控制信号的要求动作； 伺服驱动：原动机按照一定的控制要求，带动生产机械工作，也称为“拖动”。 一个伺服系统由三部分组成 三者之间要按一定规律协调工作，就必须有一个控制系统——电气控制。 目的：掌握机床电气系统的两大部分： 伺服系统和电气控制系统及其相互关系 二 教学内容 第1章 绪论 第2章 继电器接触器基本控制电路 第3章 电气控制线路的设计 第4章 交直流电机无级调速控制 第5章 可编程控制器 第6章 可编程控制器控制系统设计 主要知识点 常用电器元器件 继电器接触器基本控制电路 机床电气控制线路的分析与设计 可编程序控制器及其系统设计 常用电动机原理、性能及调速方法 直流电动机 交流电动机 步进电动机 三、课程性质与成绩评定 性质：专业课，注重应用 成绩：考试成绩(70%)+平时成绩(30%) 考试成绩：期末考试 平时成绩：作业、考勤 四、伺服驱动与电气控制系统的发展 1.原动机——动力源 自然力——人力、风力、水力等 自然能 机械能 蒸汽机——气压传动，机床大规模推广应用 热能 机械能 电力——电动机，19世纪末，拖动技术出现飞 跃发展， 电能 机械能 2.传动方式 (1) 成组拖动 什么是成组拖动：一对多 成组拖动的缺点 a.电动机的功率因数低，传动效率低，能耗高； b.劳动条件差，易造成事故； c.一旦电动机发生故障，将造成多台机器停车。 (2)单电机拖动 什么是单电机拖动：一对一 单电机拖动的优缺点 a.相对成组拖动简化了传动机构，提高了传动效率； b.当运动部件较多时，电动机的功率因数还较低，且传动效率较低，能耗较高； c.机器的机械结构较复杂，传动件较多。 (3)多电机拖动 什么是多电机拖动：多对一 多电机拖动的优点 a.简化了机械结构，传动件的数量较少； b.电动机的控制灵活、方便； c.易于实现系统的自动控制。 (4)无级调速 无级调速：平滑变速，灵活选择最佳工作速度。 实现方式 a.直流电机：晶闸管 直流调速器 晶体管脉宽调制 b.交流电机：半导体——变频调速器 伺服电机：矢量控制技术 c.交直流都适用：电磁调速、液压调速 3.控制系统 (1)继电接触器控制系统 由按钮开关、行程开关、继电器、接触器等电器元件组成的控制系统。 优点：元器件的原理、结构简单，易掌握和维修，成本低； 缺点：不能用于复杂控制（如轮廓控制），控制程序不可变，结构庞大复杂、可靠性和灵活性低，不适于自动化程度高的系统。 (2) 顺序控制器控制系统 由继电器和半导体元件组成的控制系统。 优点：程序相对容易改变，通用性增强； 缺点：不能用于复杂控制（如轮廓控制）。 (3)可编程序控制器系统 计算机与继电接触器控制技术相结合的一种控制系统。 优点： 在很多场合可替代继电接触器控制系统，是一种顺序控制为主的控制器，具有简单的运算功能。通用性强、编程容易、抗干扰能力强。 缺点：不能用于复杂的轮廓控制。 (4)数字控制系统（NC、CNC、MC、FMS、CIMS） 由专用或通用计算机系统来控制机床。 优点： 计算能力强，可实现复杂控制（如轮廓控制），可编程，具有高柔性、高效率和高精度。 五、参考资料 机电传动控制，王丰，清华大学出版社，2011 机床电力拖动与控制，王光铨，机械工业出版社，1997 电气控制及可编序程控制器，林明星，机械工业出版社，2004 机电传动控制，邓星钟，华中科技大学出版社 * * 原动机 传动机构 执行机构 原动机 传动机构 执行机构 控制系统 电气 控制 伺服驱动