《电动机控制》课件.pptVIP

电动机控制欢迎来到《电动机控制》课程。本课程将全面介绍电动机控制的基础理论与实践应用，帮助学生掌握各类电动机的工作原理、控制方法和系统设计。课程将从电动机基本原理出发，逐步深入探讨直流电动机、交流电动机和步进电动机的控制技术，并结合PLC、变频器等现代控制设备的实际应用，培养学生解决实际工程问题的能力。通过系统学习，您将能够设计、实现和维护各类电动机控制系统，为工业自动化、智能制造等领域奠定坚实基础。

电动机基础知识回顾电动机的定义电动机是将电能转换为机械能的设备，是现代工业和日常生活中不可或缺的动力源。电动机通过电磁感应原理，利用电流在磁场中产生的力矩实现能量转换。根据使用的电源类型，电动机可分为直流电动机和交流电动机；根据工作原理，可分为同步电动机、异步电动机等多种类型。工作原理简述电动机的基本工作原理基于法拉第电磁感应定律和安培力定律。当通电导体置于磁场中时，导体会受到与磁场方向和电流方向都垂直的力，形成转矩使转子旋转。不同类型的电动机在实现这一基本原理时有所差异，但核心都是通过控制电流和磁场的相互作用来产生可控的机械运动。

电动机类型一览直流电动机直流电动机结构简单，控制灵活，调速范围广。主要由定子（磁极、换向器）和转子（电枢）组成。广泛应用于需要精确速度控制的场合，如电动工具、电动玩具和小型设备。交流电动机交流电动机使用交流电源，包括同步电动机和异步电动机。结构坚固，维护简单，效率高，广泛应用于工业生产线、泵、风机等大功率场合。步进电动机步进电动机能将电脉冲信号转变为角位移，每接收一个脉冲信号，电机转动一个固定的角度。特别适用于需要精确定位的场合，如打印机、数控机床等。

直流电动机原理组成结构定子：包括主磁极、换向极和机座转子：由电枢铁心、电枢绕组、换向器和轴组成电刷装置：与换向器接触，为转子提供电流工作过程当直流电流通过电枢绕组时，在磁场作用下产生电磁力根据左手定则，导体受力方向与磁场和电流方向垂直换向器确保电枢绕组中的电流方向始终保持一致电磁力产生转矩，使电动机持续旋转换向过程换向器随转子旋转，与固定的电刷保持接触随着转子位置变化，换向器切换电流方向确保产生的力矩方向一致，实现连续旋转

直流电动机控制方法电枢电压调速最常用的直流电动机控制方法磁场调节控制通过改变励磁电流调节磁场强度电枢回路串电阻调速在电枢回路中串入可调电阻电枢电压调速是最经济高效的方法，通过改变施加在电枢两端的电压，直接控制电动机转速。根据公式n=U/(cΦ)，转速与电枢电压成正比。这种方法能实现宽范围平滑调速，并保持较高效率。根据励磁绕组的连接方式，直流电动机可分为串励、并励和复励三种类型，每种类型具有独特的转速-转矩特性，适用于不同的应用场景。串励电动机适合需要大启动转矩的场合，并励电动机适合稳速运行，复励电动机则结合了两者优点。

交流电动机类型异步电动机转子转速低于同步转速依靠电磁感应原理工作结构简单，稳定性高广泛应用于工业设备同步电动机转子与旋转磁场同步旋转需要励磁系统提供直流激励功率因数可调，效率高适用于大功率恒速场合特种交流电动机单相异步电动机永磁同步电动机交流伺服电动机感应电动机等特殊类型

异步电动机结构与原理结构组成异步电动机主要由定子和转子两部分组成。定子固定在机座上，包含三相绕组；转子安装在轴上可以旋转，根据结构不同分为鼠笼式转子和绕线式转子两种类型。鼠笼式转子结构简单，维护少，但起动转矩小；绕线式转子结构复杂，但可通过调节转子回路电阻改善起动性能和调速性能。工作原理当三相交流电通过定子绕组时，产生旋转磁场。这个旋转磁场以同步速度旋转，切割转子导体，在转子中感应出电流。感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，驱动转子旋转。由于存在负载转矩和摩擦损耗，转子转速始终低于同步速度，这个差值称为转差，是异步电动机的基本特性。转差率通常用百分比表示，反映了电机的负载状态。

异步电动机控制方式直接启动将电动机直接连接到电源上，结构简单但起动电流大（约为额定电流的5-7倍），适用于小功率电动机或电网容量较大的场合。星三角降压启动启动时定子绕组呈星形连接，启动电流约为直接启动的1/3；达到一定转速后，自动切换为三角形连接运行，适用于中等功率电动机。自耦变压器降压启动通过自耦变压器降低启动电压，减小启动电流，启动转矩与电压平方成正比；适用于大功率电动机的启动。变频软启动利用变频器控制，从低频率逐渐提高到工作频率，实现平滑启动，具有电流小、冲击小、控制灵活等优点，但成本较高。

软启动器原理晶闸管控制原理通过改变晶闸管的触发角控制电压2电压斜坡控制电压逐渐增加至额定值实时电流监控动态调整启动过程，保护电机软启动器是一种专为电动机平滑启动设计的电子控制装置。它通过功率电子器件（主要是晶闸管）控制施加到电动机上的电压，实现电动机的缓慢加速，有效减小启动