机电传动控制1_4章

《机电传动控制1_4章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电传动控制1_4章（100页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、 它是建筑机电专业大厦的基石它是建筑机电专业大厦的基石 济南大学济南大学 机电传动控制课题组制作机电传动控制课题组制作 20132013 主讲人主讲人 : 吴长忠吴长忠 1.1 1.1 机电传动的目的和任务机电传动的目的和任务传动：传动：将其它形式的能量转换成机械能，以驱动生产将其它形式的能量转换成机械能，以驱动生产机械的过程。机械的过程。 机电传动机电传动( (电力传动、电力拖动电力传动、电力拖动) )：指以电动机为原动：指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。机驱动生产机械的系统之总称。 第一章第一章 概概 述述机械自动化组成要素：机械自动化组成要素： 机械机械 检测检测 信息处理信息

2、处理 驱动执行驱动执行1.1 1.1 机电传动的目的和任务机电传动的目的和任务 机电传动机电传动( (电力传动、电力拖动电力传动、电力拖动) )：指以电动机为：指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。原动机驱动生产机械的系统之总称。 目的目的：将电能转变为机械能，实现生产机械的启：将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要动、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。求，保证生产过程的正常进行。 任务任务： 从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间、甚至整个工厂都实现自动化。

3、车间、甚至整个工厂都实现自动化。 从狭义上讲，专指控制电动机驱动生产机械，实从狭义上讲，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。低，工人劳动条件的改善以及能量的合理利用。第一章第一章 概概 述述1.2 1.2 机电传动及其控制系统的发展概况机电传动及其控制系统的发展概况机电传动的发展：机电传动的发展： 成组拖动成组拖动 单电机拖动单电机拖动 多电机拖动多电机拖动控制系统的发展：控制系统的发展： 接触器接触器继电器控制继电器控制 实现简单控制，速度慢，精实现简单控制，速度慢

4、，精度差度差 电机放大机控制电机放大机控制 连续自动控制，速度、精度、可连续自动控制，速度、精度、可靠性提高靠性提高 晶闸管功率晶体管控制晶闸管功率晶体管控制 效率高、控制特性好、反效率高、控制特性好、反应快、寿命长、可靠性高、体积小、重量轻应快、寿命长、可靠性高、体积小、重量轻 计算机控制计算机控制 连续复杂控制，灵活性好、自动化程连续复杂控制，灵活性好、自动化程度高度高第一章第一章 概概 述述第一章第一章 概概 述述1.3 1.3 课程的性质和任务课程的性质和任务性质性质：机械工程及自动化专业基础课程。：机械工程及自动化专业基础课程。任务任务：以伺服驱动系统为主导，以控制为：以伺服驱动系统

5、为主导，以控制为 线索，系统介绍电动机基本原理、线索，系统介绍电动机基本原理、 运行特性、控制方法、控制手段等运行特性、控制方法、控制手段等 知识。知识。1.4 1.4 课程的内容安排课程的内容安排 重点内容：重点内容： 第二章第二章 机电传动系统的动力学基础机电传动系统的动力学基础 第三章第三章 直流电机的工作原理及特性直流电机的工作原理及特性 第四章第四章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 第五章第五章 控制电动机控制电动机 第八章第八章 电力电子学基础电力电子学基础 第九章第九章 直流调速系统直流调速系统 第十章第十章 交流自动调速控制系统交流自动调速控制系统第一章第

6、一章 概概 述述 1.5 1.5 教材及课程要求教材及课程要求 教材：教材： 机电传动控制机电传动控制冯清秀冯清秀 邓星钟邓星钟 华中华中科技大学科技大学 要求：出勤要求：出勤 作业作业 答疑答疑: : 时间：每周五时间：每周五 7 7、8 8节节 1515：3030 地点：数控加工实验室（机械学院地点：数控加工实验室（机械学院A110A110） 考核考核: :平时考核（平时考核（20%20%） + + 闭卷考试（闭卷考试（80%80%） 联系方式联系方式:8973(6591) 13698637583:8973(6591) 13698637583第一章第一章 概概 述述 第二章第二章 机电传动

7、系统动力学基础机电传动系统动力学基础本本 章章 重重 点：点： 掌握机电传动系统的运动方程式；掌握机电传动系统的运动方程式； 多轴拖动系统中转矩、转动惯量的折算；多轴拖动系统中转矩、转动惯量的折算； 学会分析机电传动系统的运行状态；学会分析机电传动系统的运行状态； 本章内容不仅适用于直流电机拖动，也适用本章内容不仅适用于直流电机拖动，也适用于交流电机拖动，是电力拖动系统的基础。于交流电机拖动，是电力拖动系统的基础。第一节第一节 机电传动系统的运动学方程机电传动系统的运动学方程1 1、单轴机电传动系统的运动学方程、单轴机电传动系统的运动学方程dtdvmFFL直线：直线：dtdJTTLM旋转：旋转

8、：其中：其中： TM 电机转矩电机转矩 TL 负载转矩负载转矩 J 转动惯量转动惯量2mJ mFFLv)1.2(dtdJTTLM运动方程式：运动方程式： ) 3 . 2(60/2n工程中：用飞轮转矩工程中：用飞轮转矩GD2代替代替J，用转速，用转速n代替代替 )2.2(44222gJGDgGDmJ)4 . 2(3752dtdnGDTTLM第一节第一节 机电传动系统的运动学方程机电传动系统的运动学方程81. 9g)5 . 2(3752dLMTdtdnGDTT2）TM TL，d n / d t 0，系统加速；，系统加速；1） TM=TL，d n / d t =0 ，电机转速为零或常数，电机转速为零

9、或常数， 运动状态为静态或稳态；运动状态为静态或稳态；第一节第一节 机电传动系统的运动学方程机电传动系统的运动学方程动态转矩：动态转矩：3）TMTL，d n / d t 0，系统减速。，系统减速。讨论：讨论：动态转矩力矩的正方向的规定：力矩的正方向的规定：以转速以转速n的转动方向的转动方向为参考，为参考，TM的方向与转速的方向与转速n的方向相同时，为的方向相同时，为正方向；正方向；TL的方向与转速的方向与转速n n的方向的方向相反为正方向。相反为正方向。例：起重机提升重物时的启动和例：起重机提升重物时的启动和制动（即加速和减速上升）制动（即加速和减速上升）a）启动时）启动时 TM-TL=Td

10、b）制动时）制动时 -TM-TL=Td第一节第一节 机电传动系统的运动学方程机电传动系统的运动学方程第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算多轴拖动系统多轴拖动系统：等效为单轴拖动系统等效为单轴拖动系统：1.1.负载转矩的折算（根据静态时功率守恒原则）负载转矩的折算（根据静态时功率守恒原则）a) 对于旋转运动对于旋转运动：MLMLLLTPTP第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算MLLLMLCTTPP/LMCLMCLLLjjTTT/)7 . 2(其中b) 对于直线运动对于直线运动：MLMTP第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮

11、转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算vFPLCMLFT/60/2n）（ 8 . 2/55. 9MCLnFT如果是生产机械拖动电动机旋转（制动状态），如果是生产机械拖动电动机旋转（制动状态），则有则有：CMLFT第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算)9 . 2(/55. 9MCLnFT2. 转动惯量的折算（依据动能守恒原则）转动惯量的折算（依据动能守恒原则）设传动系统由设传动系统由m个转动件和个转动件和n个平动件组成，转动件个平动件组成，转动件的转动惯量和角速度分别为的转动惯量和角速度分别为 J i和和i；平动件的质量和；平动件的质量和速度分别为速度分别