《电机控制实习讲义》课件.pptVIP

*****************实习目标熟悉电机控制系统了解直流、交流和同步电机的结构和工作原理。掌握电机控制方法学习电机速度、转矩控制技术，并进行实验验证。提升实践能力通过动手实践，培养解决实际电机控制问题的能力。电机分类直流电机直流电机以其结构简单、控制方便、易于实现速度和转矩调节而闻名。直流电机通常用于各种应用，包括汽车、工业设备和家用电器。交流电机交流电机以其结构坚固、效率高、维护成本低而著称。交流电机广泛应用于工业生产、电力系统和交通运输等领域。同步电机同步电机以其转速与电源频率同步的特点而得名。同步电机广泛应用于发电厂、电力系统和工业驱动等领域。异步电机异步电机以其结构简单、运行可靠、价格低廉的特点而被广泛应用于各种工业机械、家用电器和电力系统中。直流电机结构直流电机主要由定子和转子两部分组成，定子是电机静止部分，转子是电机旋转部分。定子主要包括磁极和电枢铁芯，转子主要包括电枢绕组和换向器。定子磁极是产生磁场的部件，电枢铁芯则是用来支撑电枢绕组的。电枢绕组是绕在电枢铁芯上的线圈，换向器则是用于改变电枢绕组中电流方向的装置。直流电机工作原理直流电机利用电磁感应原理，将电能转换为机械能，实现电机转动。1磁场产生定子绕组通电后，产生磁场。2电磁力转子绕组通电后，受磁场力的作用。3电机转动电磁力驱动转子转动，产生机械能。直流电机的工作原理基于磁场力的作用，利用电磁感应原理，将电能转换为机械能，并最终实现电机转动。直流电机特性曲线电流(A)转矩(Nm)直流电机特性曲线反映电机在不同转速下的电流和转矩变化关系，包括空载特性曲线、负载特性曲线和堵转特性曲线。空载特性曲线表示电机空载运行时的电流和转速关系，负载特性曲线表示电机负载运行时的电流和转速关系，堵转特性曲线表示电机堵转时的电流和转矩关系。直流电机速度控制1电枢电压控制改变电枢电压，可直接控制电机转速。2励磁电流控制改变励磁电流，可调节电机的磁场强度，进而影响转速。3串联电阻控制通过串联电阻调节电枢回路电流，影响电机转速。直流电机速度控制方法主要有电枢电压控制、励磁电流控制和串联电阻控制等。这些方法各有优劣，实际应用中需根据电机特性和控制需求进行选择。直流电机转矩控制转矩与电流关系直流电机转矩与定子电流成正比，控制电流即可控制转矩。电流控制方法采用闭环控制系统，反馈电机电流，根据偏差调整控制信号。常见控制方式PID控制、模糊控制、神经网络控制，选择合适的控制方式根据实际需求。转矩控制应用广泛应用于机器人、自动化设备、工业生产等领域，实现精确控制。交流电机分类11.异步电机异步电机是最常见的交流电机，广泛应用于工业和民用领域。异步电机工作原理基于电磁感应现象。22.同步电机同步电机的工作原理与异步电机不同，同步电机转子与定子磁场同步旋转。33.无刷直流电机无刷直流电机具有体积小，效率高，控制简单等优点，近年来应用越来越广泛。异步电机结构异步电机由定子和转子构成。定子包括定子铁芯、定子绕组和定子外壳。定子铁芯由叠压的硅钢片组成，定子绕组放置在定子铁芯的槽内，定子外壳起到固定定子铁芯和定子绕组的作用。转子包括转子铁芯、转子绕组和转子轴。转子铁芯也是由叠压的硅钢片组成，转子绕组放置在转子铁芯的槽内，转子轴连接着负载。异步电机工作原理1旋转磁场三相定子绕组通入三相交流电，产生旋转磁场，磁场切割转子绕组，感应电动势。2感应电流转子绕组闭合，感应电动势驱动电流，形成感应电流。3电磁转矩转子电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，驱动转子旋转。异步电机特性曲线转速-转矩曲线反映转速与转矩之间的关系转速-电流曲线展示转速与电流的变化规律转速-功率曲线描述转速与电机输出功率的关联异步电机转速控制改变电源频率通过改变电源频率来改变异步电机的转速，这是一种常用的转速控制方法。改变定子电压降低定子电压可以降低异步电机的转速，但同时也会降低电机的转矩。增加转子电阻增加转子电阻可以降低异步电机的转速，但也会降低电机的效率。使用变频器变频器可以灵活地改变电源频率和电压，实现精确的转速控制。异步电机转矩控制异步电机转矩控制是指通过控制电机定子电流或电压，来改变电机输出转矩的大小。转矩控制对于电机负载变化适应性和电机运行稳定性至关重要。1转矩控制方法矢量控制，直接转矩控制2控制目标实现稳定、精确的转矩控制3应用场景高性能电机控制，伺服系统转矩控制方法主要包括矢量控制和直接转矩控制。矢量控制通过对电机电流矢量进行调节，实现精确转矩控制。直接转矩控制则直接控制电