创新机械-《机电传动与控制》全套教学课件.pptx

机电传动与控制MECHANICAL AND ELECTRICAL TRANSMISSION CONTROL;第1章 绪 论;机电传动(又称电力传动或电力拖动）定义： 就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。 目的： 1、电能转变为机械能 2、实现生产机械的启动、停止以及速度调节 3、完成各种生产工艺过程要求 4、保证生产过程的正常进行。;任务： 1、使生产机械设备、生产线、车间、甚至整个工厂都实现自动化。（广义） 2、专指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的增加、质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能量的合理利用。（狭义） ;1.2 机电传动与控制的发展概况;1.3 课程的性质与特点;1.4 课程的内容安排;第2章 机电传动与控制的基础知识 ;2.1 电机中的基本电磁知识;2.1 电机中的基本电磁知识;磁感应强度（或磁通密度）B ; 磁通Φ 穿过某一截面A的磁感应强度B的通量称为磁通。 ;2.1.2 磁路的概念;2.1.3 电磁基本定律;电磁感应定律(法拉第定律） 随时间变化的磁场会产生感应电动势，此现象称为电磁感应。感应电动势e的方向用右手定则来确定 。 ;电磁力定律 载流导体在磁场中受到力的作用，该力称为电磁力。 ;2.1.4 功率因数的提高;2.1.5 导磁材料及其特性;2.2 控制系统的基本知识; 控制系统的分类方式很多，但机械设备的控制系统常按系统的组成原理，分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。;2.3 机电传动系统的动力学基础;转矩;机电传动系统的运动方程式;转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 ;电动机所需输出功率的计算基础 ;2.4 生产机械的机械特性;2、离心式通风机型机械特性 这一类型的机械是按离心力原理工作的，如离心式鼓风机、水泵等 ;3、直线型机械特性 这一类机械的负载转矩是随n的增加成正比地增大。实验室中作模拟负载用的他励直流发电机 ;4、恒功率型机械特性 此类机械的负载转矩与转速n成反比。例如车床加工主轴。;2.5 机电传动系统稳定运行的条件;从以上分析可以总结出机电传动系统稳定运行的必要充分条件是 （1）电动机的机械特性曲线和生产机械的特性曲线有交点（即拖动系统的平衡点）； （2）当转速大于平衡点所对应的转速时，TMTL，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有TM-TL0；而当转速小于平衡点所对应的转速时，TMTL，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有TM-TL0。;2.6 机电传动系统的过渡过程;（1）机械惯性它反映在转动惯量和飞轮转矩上，即转速n不能突变。 （2）电磁惯性它反映在电感即电枢电流和励磁磁通不能突变。 （3）热惯性它反映在温度上，即温度不能突变。;第3章 直流电机;3.1 直流电机的工作原理和基本结构;直流电动机的工作原理 ;直流电机的可逆性 ;直流电机的基本结构 ;主磁极用以生产气隙磁场，以便电枢绕组在此磁场中转动而感应电势。 机座的主体部分作为磁极间磁的通路，这部分称为磁轭。机座同时又用来固定主磁极、换向极和端盖，并接地脚把电机固定在安装电机的基础上。 电枢铁芯用作电机磁的通路及嵌置电枢绕组。电枢绕组用以感应电势和通过电流，使电机实现机电能量转换。 ;换向器的作用对发电机而言，是将电枢绕组内感应的交流电势转换成电刷间的直流电势。对电动机而言，则是将从电源输入的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，并保证每个磁极下电枢导体内电流的方向不变，以产生方向不变的电磁转矩。 电刷的作用有两个，其一是把转动的电枢与外电路相连接，使电流经电刷流入电枢或从电枢流出；其二是它与换向器配合而获得直流电压。 ;直流电机的励磁方式 ;3.2 直流发电机;特性曲线 在发电机空载及转速为常数（额定值）的条件下，表示端电压与励磁电流之间关系的曲线称为空载特性曲线。发电机端电压与负载电流之间关系的曲线称为外特性曲线。;并励直流发电机 并励发电机的主极励磁绕组与电枢绕组并联特点是励磁电流不需要其他的直流电源供给，而是取自发电机本身，所以又称为“自励发电机” ;并励发电机的自励条件 ： (1)电机必须有剩磁。 (2)励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，以使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致。 (3)励磁回路的电阻应小于与电机运行转速相对应的临界电阻。 ;复励直流发电机 ;3.3 直流电动机;他励和并励直流电动机;;串励直流电动机 ;第一段，在电动机负载较轻、电枢电流（即励磁电流）较小时，电动机磁路的饱和程度不高，因此，可以近似认为每极磁通和电枢电流成正比。得特性方程： 第二段，在电动机负载较重，电枢电流较大时，磁