《机电传动控制》讲义(1)

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1、机电传动控制机电传动控制彭健重庆工商大学机械与包装工程学院20062007学年第二学期本课程为机械类专业的电气类课程本课程为机械类专业的电气类课程（3）强电部分：强电部分：设备驱动和控制。设备驱动和控制。（1）设备组成：设备组成：机械部分、电气部分。机械部分、电气部分。（2）电气部分：电气部分：强电部分、弱电部分。强电部分、弱电部分。课程内容定位课程内容定位本课程重点研究设备驱动与控制本课程重点研究设备驱动与控制本课程的主要内容本课程的主要内容v电机与拖动基础知识；电机与拖动基础知识；v机电传动控制技术机电传动控制技术机电传动控制中继电器机电传动控制中继电器-接触器控制接触器控制交直流调速控制

2、交直流调速控制伺服驱动控制伺服驱动控制步进电机控制步进电机控制学习任务学习任务v掌握电机、电气传动和电机控制的基本原理掌握电机、电气传动和电机控制的基本原理和方法。和方法。v认识设备与电气元件，了解其工作原理及作认识设备与电气元件，了解其工作原理及作用，以及图形表达方法等。用，以及图形表达方法等。v初步掌握机电传动系统的分析、设计方法。初步掌握机电传动系统的分析、设计方法。v能运用所学的知识去分析解决机电工程中的能运用所学的知识去分析解决机电工程中的相关问题。相关问题。考试方式与成绩评定v100分制，期末考试、实验与平时成绩考查分制，期末考试、实验与平时成绩考查相结合，比例为相结合，比例为70

3、：30。 第一章第一章 机电传动控制机电传动控制概论概论 第一节第一节 概述概述 v一、什么是机电传动控制一、什么是机电传动控制机电传动又叫机电传动又叫电气传动电气传动、电力传动电力传动或或电力拖动电力拖动是指以电动机为原动机，将电能转变为机械能的是指以电动机为原动机，将电能转变为机械能的传动技术传动技术机电传动控制就是实现对机械运动的电气控制和机电传动控制就是实现对机械运动的电气控制和调节。调节。现代机电设备和装置一般由现代机电设备和装置一般由工作机构工作机构、传动机构传动机构、原动机原动机和和自动控制系统自动控制系统四个主要部分组成。四个主要部分组成。 原动机原动机（电动机）（电动机）传动

4、机构传动机构工作机构工作机构自动控制系统自动控制系统（电子、电气控制）（电子、电气控制）机电传动机电传动机电传动控制机电传动控制机电系统机电系统工作机构工作机构v最终完成系统所承担的工作任务，如机床的加工机构，最终完成系统所承担的工作任务，如机床的加工机构，汽车行驶机构等。汽车行驶机构等。传动机构传动机构v把运动和动力传递到工作机构，如齿轮减速器等。把运动和动力传递到工作机构，如齿轮减速器等。原动机原动机v产生将其他能量转换为机械能，产生动力，如电动机、产生将其他能量转换为机械能，产生动力，如电动机、汽油机等。汽油机等。v机电传动系统主要以电动机为原动机。机电传动系统主要以电动机为原动机。控制

5、系统控制系统v控制工作机构的运动，使之按预先设计的规律运动，控制工作机构的运动，使之按预先设计的规律运动，并完成工作任务。并完成工作任务。v机电传动控制主要研究对电动机的控制。机电传动控制主要研究对电动机的控制。v二、为什么要用机电传动？二、为什么要用机电传动？电气控制系统和机电传动系统能比较方便地集成电气控制系统和机电传动系统能比较方便地集成v能充分发挥电子设备的信息处理能力，实现复杂的控能充分发挥电子设备的信息处理能力，实现复杂的控制功能。制功能。v要想很好地使用电子和电气设备进行自动控制必须使要想很好地使用电子和电气设备进行自动控制必须使用机电传动系统。用机电传动系统。机电传动控制系统是

6、机电一体化系统的核心机电传动控制系统是机电一体化系统的核心机电传动系统体积较小，结构简单，配置布署方机电传动系统体积较小，结构简单，配置布署方便；便；传动效率高，节省能源，清洁、不污染环境；传动效率高，节省能源，清洁、不污染环境；机电传动系统能适应高精度、高转速、高负载等机电传动系统能适应高精度、高转速、高负载等的应用要求，应用范围广。的应用要求，应用范围广。各种传动方式的比较各种传动方式的比较类类 型型操作操作力力动作快动作快慢慢环境要求环境要求构造构造负载变化负载变化影响影响操作距离操作距离无级无级调调速速工作寿工作寿命命维护维护体体积积气压传动气压传动小小中中较快较快适应性好适应性好简单

7、简单较较 大大中距离中距离较好较好长长一般一般中中等等液压传动液压传动中中极极大大较慢较慢不怕振动不怕振动复杂复杂有一些有一些短距离短距离良好良好一般一般要求高要求高较较大大电电传传动动电电气气小小大大快快要求高要求高稍复杂稍复杂几乎没有几乎没有远距离远距离良好良好较短较短要求较要求较高高较较小小电电子子最小最小最快最快要求特高要求特高最复杂最复杂没有没有远距离远距离良好良好短短要求更要求更高高小小机械传动机械传动小小大大一般一般一般一般一般一般没有没有短距离短距离较困较困难难一般一般简单简单大大项目项目气动气动液压液压电传动电传动机械机械驱动力调整驱动力调整容易容易容易容易困难困难困难困难速

8、度调整速度调整容易容易很容易很容易稍困难稍困难困难困难速度稳定性速度稳定性较差，需采取专门较差，需采取专门措施措施良好良好次于液压，优于气动次于液压，优于气动很好很好控制精度控制精度较差较差高高一般一般一般一般控制距离控制距离中短中短短短不限不限短短过载保护过载保护容易容易较容易，过载会较容易，过载会引起油温升高，引起油温升高，功耗大功耗大长期过载会烧毁电动机长期过载会烧毁电动机稍困难稍困难传动系统效率传动系统效率30%30%70%70%90%90%90%90%左右左右传输时能量损失传输时能量损失较小较小较大较大小小小小防爆性防爆性好好用非可燃油才能用非可燃油才能防火防火应采取措施，但成本高应

9、采取措施，但成本高好好防尘性防尘性好好要防止油被污染要防止油被污染灰尘对性能有影响灰尘对性能有影响防湿性防湿性应排除冷凝水应排除冷凝水小小要特殊保护措施要特殊保护措施小小抗震性抗震性一般一般一般一般差差一般一般抗磁性抗磁性好好好好可能引起误操作可能引起误操作抗腐蚀性抗腐蚀性较好较好好好差差较差较差温度影响温度影响小小中中大大小小对环境污染对环境污染对空气污染小，要对空气污染小，要防止噪声防止噪声要防漏油和噪声要防漏油和噪声污染小，要防噪声污染小，要防噪声要防噪声要防噪声寿命寿命长长较长较长电器控制低于气动，电电器控制低于气动，电子控制最长子控制最长长长价格价格便宜便宜较贵较贵电器控制便宜，电子

10、控电器控制便宜，电子控制较贵制较贵一般一般v三、机电传动的应用领域三、机电传动的应用领域 广泛应用于工农业生产、航天航空、交通运输、广泛应用于工农业生产、航天航空、交通运输、日常生活等方面日常生活等方面控制控制减速器减速器电动机电动机织布机织布机普通机床普通机床电力机车电力机车飞机飞机装甲车辆装甲车辆徐工400T400吨级电传动矿用自卸车v（长宽高）15920100007630mm，空车重量260吨，车货总重达660吨。vhttp:/ 阿拉果实验阿拉果实验：用一个铜盘靠近正在往复摆动的指南针用一个铜盘靠近正在往复摆动的指南针，出现了阻尼作用使摆动立刻变慢。转动着的铜盘又，出现了阻尼作用使摆动立

11、刻变慢。转动着的铜盘又可以带动靠近的磁针跟着转动，还发现了这种作用的可以带动靠近的磁针跟着转动，还发现了这种作用的大小与盘子的导电性能有关系。大小与盘子的导电性能有关系。v1831年，法拉第发现了电磁感应现象，确定了电磁感年，法拉第发现了电磁感应现象，确定了电磁感应的基本定律，取得了磁感应生电的重大突破，并发应的基本定律，取得了磁感应生电的重大突破，并发明了单极直流电机。明了单极直流电机。 法拉第与最早的发电机法拉第与最早的发电机 法拉第盘法拉第盘 v1832年，人们知道了单相交流发电机。由于生产上没年，人们知道了单相交流发电机。由于生产上没什么需要，加上当时科学水平的限制，人们对交流电什么需