机电传动控制重点内容总结
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复习大纲要点1.机电传动控制的概念机电传动控制是指驱动生产机械的电动机和控制电动机的一整套电气系统。
2. 直流电动机的调速方法有分别哪三种?(1)改变电枢电路串接(2)改变电动机电枢供电电压(3)改变电动机主磁通3. 使步进电动机工作的根本原因。
错齿4. 对于他励直流电动机,当降低电枢电压时,电动机的转速将降低。
转子电路串电阻时,电动机转速将降低。
5.他励直流电动机的制动方法有哪些?各有何特点?(1)反馈制动。
特点:效果好,但所需的设备较复杂,适用于电动-发电-电动系统,或可逆可控硅供电系统。
(2)反接制动。
特点:制动速度快,需加装反转接触器、限流电阻和速度方向继电器。
(3)能耗制动。
电动机在电动状态运行时,若把外加电枢电压U 突然降为0,而将电枢串接一个附加电阻Rad 短接起来,便能进入能耗制动状态。
特点:线路简单,制动时间一般,需加制动接触器、制动电阻、和制动时间继电器。
6. 他励直流电动机的额定电流和额定转矩公式?)(Φ=t a K T I N N N N n P 55.9P T ==ω7. 异步电动机定子绕组的连接方式的选择三相电动机的定子绕组有星型(Y )和三角形(Δ)两种不同的接法。
连接方式的选择和普通三相负载一样,需视电源的线电压而定。
如果接入电动机的电源的线电压等于电动机的额定相电压(即每组绕组的额定电压),那么,它的绕组应该接成三角形;如果电源的线电压是电动机额定相电压的√3倍,那么,它的绕组应接为星形。
8. 异步电动机有哪几种调速方法?各有何特点?(1)变极对数调速。
特点:(1)具有较硬的机械特性,稳定性良好; (2)无转差损耗,效率高;(3)接线简单、控制方便、价格低;(4)有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;(5)可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
(2)变转差率调速。
机电传动控制总复习第1章 绪论1、机电传动系统的主要组成部分。
2、电动机自动控制方式大致可分为哪三种?断续控制、连续控制和数字控制三种。
第2章 机电传动系统的动力学基础 1、机电传动系统的运动方程式:dtd JT T L M ω=- (2.1) 运动方程式的实用形式:dt dnGD T T L M 375)(2=- (2.4)2、(1)当L M T T =时,加速度0==dtdna ,则常数=n ,系统处于稳定运行状态(包括静止状态)。
为此,要使系统达到稳定,先决条件必须使L M T T =。
(2)当M T >L T 时,加速度0>dtdn,即转速在升高,系统处于加速过程中。
由此可知,要使系统从静止状态起动运转,必须使起动时的电磁转矩(称之为起动转矩)大于0=n 时的负载转矩。
(3)当M T <L T 时,加速度0<dtdn,转速在降低,系统处于减速过程中。
所以要使系统从运转状态停转(即制动),必须减小电磁转矩使之小于负载转矩,甚至改变M T 的方向。
作业:7、试列出下图所示几种情况下系统的运动方程式,并说明系统的运行状态时加速、减速还是匀速。
(图中箭头方向表示转矩的实际作用方向。
)M LT T >M LT T =M LT T =(a ) (b ) (c )M LT T =M LT T <M LT T >(d ) (e ) (f )答:(a )因为T M 为正方向,是拖动转矩,T L 为正方向,是制动转矩,且T d =T M -T L >0,所以系统为加速;(b )因为T M 为负方向,是制动转矩,T L 为正方向,是制动转矩,且T d =T M -T L <0,所以系统为减速;(c )因为T M 为负方向,是制动转矩,T L 为负方向,是拖动转矩,且T d =T M -T L =0,所以系统为匀速;(d )因为T M 为正方向,是拖动转矩,T L 为正方向,是制动转矩,且T d =T M -T L =0,所以系统为匀速;(e )因为T M 为正方向,是拖动转矩,T L 为正方向,是制动转矩,且T d =T M -T L <0,所以系统为减速;(f )因为T M 为负方向,是制动转矩,T L 为正方向,是制动转矩,且T d =T M -T L <0,所以系统为减速;第3章 电动机的工作原理及机械特性 3.1 直流电动机的工作原理及机械特性1、直流电机的基本结构和工作原理2、直流电动机机械特性的一般表达式:02a e e t Δ R U n T n n K K K ΦΦ=-=- (3.13)3、(2)人为机械特性①改变电枢电压U 时的人为机械特性 ②电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性 ③改变磁通Φ时的人为机械特性4、根据直流他励电动机处于制动状态时的外部条件和能量传递情况,它的制动状态分为反馈制动、反接制动、能耗制动三种形式。
1.如何建立单轴和多轴机电传动系统的运动方程式。
为了对多轴机电传动系统进行运行状态的分析,一般是将多轴拖动系统等效折算为单轴系统。
将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到某一根轴上,一般折算到电动机轴上。
折算的原则是:折算前后系统总的能量关系和功率关系保持不变。
2. 举例分析恒转矩型负载特性特点:负载转矩TL与转速n无关,即不管转速怎样变化,负载转矩不变。
反抗性恒转矩负载:转矩大小恒定不变;作用方向始终与速度n的方向相反。
位能性恒转矩负载:转矩大小恒定不变;作用方向与速度n的方向无关。
3. 机电传动系统稳定运行的条件(1)机电系统稳定运行的含义⏹系统应能以一定速度匀速运行;⏹系统受某种外部干扰(如电压波动、负载转矩波动等)使运行速度发生变化时,应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。
(2)机电系统稳定运行的必要条件电动机的输出转矩T M和折算到电动机轴上的负载转矩T L大小相等,方向相反,相互平衡。
即:电动机的机械特性曲线n=f(T M)和生产机械的机械特性曲线n=f(T L)必须有交点,交点被称为平衡点。
(3)机电系统稳定运行的充分条件:系统受到干扰后,要具有恢复到原平衡状态的能力。
即:当干扰使速度上升时,有T M<T L;当干扰使速度下降时,有T M>T L。
符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
4. 他励直流电动机特性曲线上理想空载点的意义。
T=0时的转速称为理想空载转速,用n0表示。
电动机总存在空载制动转矩,靠电动机本身的作用是不可能上升到n0“理想”含义就在这里。
5. 他励直流电动机特性曲线上堵转点的意义当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时,电动机不能启动,通常称为“堵转”。
堵转时电枢电流为I st,长时间的大电流会烧坏电枢绕组。
启动转矩就是电动机在启动瞬间(n=0)所产生的电磁转矩,也称堵转转矩。
6. 他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性的特点和区别固有机械特性指的是在额定条件(额定电压U N和额定磁通 N)下和电枢电路内不外接任何电阻时的n=f(T)人为机械特性是指人为地改变电动机的参数所得到的机械特性:1电动机电枢外加电压U2励磁磁通Φ的大小3电枢回路串接附加电阻R ad7. 他励直流电动机电枢回路串接附加电阻时其机械特性的变化情况空载速度不变随着电阻的增加,转速降落增加,即机械特性变软8. 他励直流电动机改变电枢电压时其机械特性的变化情况空载速度随着U的减小而减小转速降落不变,即特性硬度不变9. 他励直流电动机改变励磁磁通时其机械特性的变化情况理想空载转速随磁通减小而增加转速降随磁通的减小而增大,即机械特性特性变软10. 他励直流电机直接启动时启动电流非常大,为什么?其存在哪些危害?对直流电动机而言,在未启动之前n=0,E=0,而R a一般很小。
稳定运行包含两重含义:1)系统应能以一定的速度匀速运转;2)系统受某种外部干扰作用(如电压波动、负载转矩波动等)而使运行速度稍有变化时,应保证系统在干扰消除后能恢复到原来的运行速度。
系统稳定运行的必要充分条件(1)两机械特性有交叉点(2)在平衡点处有一速度Δn↑时,TM<TL TM-TL<0Δn↓时,TM>TL TM-TL>0a点是稳定平衡点,b点不是。
2.5.2 加快过渡过程的方法:减少系统的飞轮矩GD2(采用细长圆柱形转子)增加动态转矩Td采用多极电动机(极对数p多的)减少回路电阻Ra(减少功率放大器内阻)选用机械特性硬度大的电动机选用力矩惯量比大的电动机并励发电机工作的条件1.要有剩磁;2.励磁电流产生的磁场方向和剩磁方向相同;3.Rf’不能太大。
多段启动电阻启动的他励电动机缺点1.机械特性变软,稳定性差;2.轻载时调速范围不大;3.无级调速困难;电阻上消耗大量电能;4.启动电阻不能用来调速适用于起重机、卷扬机。
2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩,静态转矩和动态转矩。
拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩,以带动生产机械运动的。
静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则?因为许多生产机械要求低转速运行,而电动机一般具有较高的额定转速。
这样,电动机与生产机械之间就得装设减速机构,如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆,皮带等减速装置。
所以为了列出系统运动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。
转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω22.5为什么低速轴转矩大,高速轴转矩小?因为P= Tω,P不变ω越小T越大,ω越大T 越小。
第一章概述了解机电传动控制系统的发展概况。
第二章机电传动系统的动力学基础【重点内容】运动方程式及其含义;多轴拖动系统中转矩折算;机电传动系统稳定运行的条件;分析系统的稳定平衡点.【难点】机电传动系统稳定运行的条件;分析系统的稳定平衡点.第三章直流电机的工作原理及特性【重点内容】直流电动机的机械特性;启动,调速,制动的各种方法;启动,调速,制动的各种方法的优缺点和应用场所。
【难点】启动,调速,制动的各种方法。
第四章机电传动系统的过渡过程【基本内容】在了解过渡过程产生的原因和研究过渡过程的实际意义的基础上,掌握机电传动系统在启动,制动过程中转速,转矩和电流的变化规律,掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.【重点内容】掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.第五章交流电动机的工作原理及特性【重点内容】1.异步电动机的工作原理,基本结构,旋转磁场的产生;2。
异步电动机的机械特性;3.异步电动机的启动,调速和制动的方法(与直流电动机进行比较);4。
学会用机械特性的四个象限来分析异步电动机的运行状态;5。
掌握单相异步电动机的启动方法和工作原理;6。
了解同步电动机的结构特点,工作原理,运行特性及启动方法;7。
掌握各种异步电动机和同步电动机的使用场所.【难点】异步电动机的旋转磁场的产生;分析异步电动机的运行状态;异步电动机的启动,调速和制动的方法.第六章控制电机了解机电传动控制系统中一些常用的控制电机种类,名称,结构等。
【重点内容】掌握各种控制电机的基本工作原理,主要运行特性及特点.第七章机电传动控制系统中电动机的选择【一般要求】在了解电动机的发热与冷却规律的基础上,重点掌握电动机容量的选择,并熟悉电动机的种类,电压,转速和结构型式的选择原则.【重点内容】重点掌握电动机容量的选择原则及方法,可以通过统计法或类比法进行选择.第八章继电器—接触器控制系统【一般要求】在熟悉各种控制电器的工作原理,作用,特点表示符号和应用场所的基础上,着重掌握继电器—接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理,学会分析较复杂的控制线路,并通过训练学会设计一些较简单控制线路.【重点内容】结合书中内容及附录1,附录2,掌握各电器符号及标准;掌握基本线路的分析设计,提高改错能力;掌握机床启动,正反转,制动,保护等主电路及控制线路的设计.第九章可编程序控制器【一般要求】在了解可编程序控制器的基本组成,工作原理,特点和用途的基础上,重点掌握F 系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法以及应用实例。
机电传动控制知识点1、机电传动控制系统的基本要素及其功能。
答:2、机电传动控制系统中,动力源是指什么?答:动力源是指驱动电动机的电源、驱动液压系统的液压源和驱动气压系统的气压源。
3、机电传动控制系统中,执行装置用于实现驱动功能和能量转换功能,包括以电、气压和液压等作为动力源的各种元器件及装置,常见的执行装置有哪些?答:以电作为动力源的直流电动机、直流伺服电动机、三相交流异步电动机、变频三相交流电动机、步进电动机、比例电磁铁、电动调节阀及电磁泵等;以气压作为动力源的气动马达和气缸;以油压作为动力源的液压马达和液压缸等。
4、自动控制系统的三个基本要求答:(1)稳定性:自动控制系统的最基本要求是系统必须是稳定的,不稳定的控制系统是不能工作的。
(2)快速性:在系统稳定的前提下,希望控制过程(过渡过程)进行得越快越好,但如果要求过渡过程时间很短,可能使动态误差(偏差)过大。
合理的设计应该兼顾这两方面的要求。
(3)准确性:即要求动态误差和稳态误差都越小越好。
当与快速性有矛盾时,应兼顾这两方面的要求。
5、能够根据控制系统的工作示意图。
指出系统的输入量、输出量和被控对象,并画出系统的方块图。
6、按讨论域,机电控制系统数学模型的分类。
答:时域模型—微分方程;复频域模型—传递函数、动静态框图;频域模型—频率特性、Bode图等。
7、分析控制系统,建立控制系统的微分方程、传递函数。
例,图中所示为由两个RC电路串联而成的滤波网络。
试建立输入电压ui和输出电压uo 之间动态关系的微分方程。
解设回路电流i 1和i 2为中间变量。
根据基尔霍夫电压定律对前一回路,有对后一回路,有且由上三式消去中间变量i 1和i 2,整理即得u i 和u o 之间动态关系的微分方程⎰-+=dt i i C i R u i )(121111⎰⎰+=-dt i C i R dt i i C 22222111)(1⎰=dt i C u o 221io o o u u dt du C R C R C R dt u d C R C R =++++)(2122112222118、传感器的构成,灵敏度的定义。
《机电传动控制》期末考试重点总结work Information Technology Company.2020YEAR第三章、直流电机1、机械传动系统负载特性:恒转矩型(反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载)、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。
2、要加快电动机系统过渡过程,应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。
3、他励直流电动机(1)、为什么直流电动机不能直接启动?直流电动机启动方法:电动机启动之前,n=0,E=0,Ra很小。
电动机直接并入电网并施加额定电压时,启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。
①在换向过程中,产生危险的电火花,甚至烧坏整流子。
②过大的电枢电流产生过大的电动应力,可能引起绕组的损坏。
③产生与启动电流成正比的启动转矩,在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击,使机械传动部件损坏。
④对电网供电电动机来说,过大的启动电流将使保护装置动作,从而切断电源,使生产机械停止工作,或引起电网电压下降,影响其它负载正常运行。
启动方法:①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。
问:为什么要逐级切除启动电阻如果切除太快,会带来什么后果如果启动电阻一下全部切除,在切除瞬间,由于机械惯性作用使电动机转速不能突变,再次瞬间转速维持不变。
机械特性会转移到其他特性曲线上,此时冲击电流很大。
如果切除太快,会有可能烧坏电动机。
(2)、调速:①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变,随着电阻增加,转速降落增大,特性变软) ②改变电枢供电电压U、(空载转速随电压减小而减小,转速降落不变,特性硬度不变,恒转矩调速)③改变电动机主磁通φ(理想空载转速随磁通改变而改变,转速降落随磁通改变而改变,特性变软,恒功率调速)(3)、制动:反馈制动、反接制动(电源反接,倒拉反接制动)、能耗制动4、问:一台直流电动机拖动一台卷扬机构,在重物匀速上升时将电枢电源反接,电动机经历了几种运行状态?①正向电动状态,由a到b特性曲线转变②反接制动状态,n降低,到达c点转速为零③反向电动状态,c→f,转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态,到达f平衡点,转速n不再变化5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动第四章、交流电机1、三相异步电动机(1)、启动特性:启动电流大、启动转矩小。
《机电传动控制》笔记第一章:绪论1.1 简介《机电传动控制》将机械工程与电气工程相结合,通过研究电机、驱动器以及控制系统来实现对机械设备的有效操作。
本课程旨在培养学生理解并掌握机电一体化系统的设计原理和方法,为将来从事相关领域的科研或工程实践打下坚实的基础。
1.2 机电传动控制系统的基本概念•定义:机电传动控制系统是指利用电气、电子及计算机技术来控制机械设备运动的系统。
•组成要素:o执行机构(如电动机):负责产生驱动力。
o传感器:用于监测系统的状态信息。
o控制器:根据设定的目标值与实际反馈进行比较,并据此调整执行机构的动作。
o被控对象:即需要被控制的机械设备。
•工作流程:输入信号 → 控制器处理 → 输出信号 → 执行机构响应 → 反馈至控制器形成闭环回路。
1.3 发展历程与趋势自20世纪初以来,随着电力技术的发展,人们开始尝试用电能替代传统的蒸汽动力来进行工业生产。
到了20世纪中后期,随着微处理器技术和自动控制理论的进步,机电传动控制逐渐从简单的手动调节向自动化方向转变。
近年来,智能化、网络化成为该领域的主要发展方向之一。
未来,预计还将进一步融入物联网(IoT)、大数据分析等先进技术,提高整个系统的效率与可靠性。
第二章:电力拖动基础2.1 电机类型及其工作原理•直流电机o结构:由定子(包括主磁极、换向极)、转子(电枢铁心+绕组)、换向器三部分组成。
o工作原理:当电流通过电枢绕组时,在磁场作用下会产生电磁力矩使转子旋转;改变电压大小可以调节转速。
•交流电机o异步电机(感应电机)▪特点:简单耐用、成本低。
▪分类:单相、三相。
▪工作原理:依靠定子产生的旋转磁场切割转子导条,从而在转子内部形成闭合电路产生感应电流,进而产生转矩。
o同步电机▪特点:适用于高精度场合。
▪工作方式:转子转速严格等于电网频率与极对数之比,可通过改变励磁电流来调整输出功率因数。
2.2 电动机的选择原则选择合适的电动机对于确保整个系统的性能至关重要。
1.机电传动控制是指驱动生产机械的电动机和控制电动机的一整套系统。
2.机电传动控制的目的是将电能转变为机械能,实现生产机械的启动停止以及速度的调节,满足各种生产工艺的要求,保证生产过程正常进行。
3.系统稳定平衡的充要条件:①电动机的机械特性曲线和生产机械的负载特性曲线有交点(拖动系统平衡点)②当转速大于平衡点所对应转速时T M <T L ,干扰使转速上升干扰消除 后T M <T L ,转速小于平衡点时相反。
4.为什么低速轴转矩大?高速轴转矩小?忽略磨擦损失的情况下,传动系统的低速轴和调速轴传递的功率是一样的,即P1=P2,而P1=T1ω1,P2=T2ω2,所以T1ω1=T2ω2,当ω1>ω2时, T1<T2 。
5.直流电动机的工作原理:将电源接入电刷之间使电流通入电枢线圈。
N 极、S 极下的有效边的电流方向分别保持一致,因此使得两边受到的电磁力方向一致,电枢因此转动。
当线圈有效边从N(S)极下转到S(N)极时,其中电流方向同时改变(通过换向器实现),以使得电磁力方向不变。
6.他励电动机三种调速方法:①串电阻,缺点:机械特性软,且电阻越大特性越软稳定性越差,在空载或轻载时调速范围不大,无极调速困难②调压调速:恒转矩调速。
额定转速以下可平滑无极调速。
机械特性硬度不变,调速稳定性高范围大。
可靠调节电枢电压而不用启动设备启动③调磁通:恒功率调速。
额定转速以上平滑无极调速,弱磁调速。
特性软,调速范围小。
7.制动状态:①反馈制动:电动机正常接线在外部条件下实际转速大于额定转速每次是电动机运行于反馈制动。
反馈制动结果使得重物匀速下降。
附加电阻越大,电动机转速越高。
②电源反接制动:改变电枢电源电压方向。
由于在制动期间,电枢电动势E 与电源电压U 串联,因此为限制电枢电流I a 电动机的电枢电路中必须串接足够大的限流电阻R ad ③倒拉反接制动:改变电枢电动势方向。
弥补反馈制动不足,可得到极低的下降速度,减小加速度。
1.如何建立单轴和多轴机电传动系统的运动方程式。
为了对多轴机电传动系统进行运行状态的分析,一般是将多轴拖动系统等效折算为单轴系统。
将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到某一根轴上,一般折算到电动机轴上。
折算的原则是:折算前后系统总的能量关系和功率关系保持不变。
2.举例分析恒转矩型负载特性特点:负载转矩TL与转速n无关,即不管转速怎样变化,负载转矩不变反抗性恒转矩负载:转矩大小恒定不变;作用方向始终与速度n的方向相反。
位能性恒转矩负载:转矩大小恒定不变;作用方向与速度n的方向无关。
3.机电传动系统稳定运行的条件(1)机电系统稳定运行的含义系统应能以一定速度匀速运行;系统受某种外部干扰(如电压波动、负载转矩波动等)使运行速度发生变化时,应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。
(2)机电系统稳定运行的必要条件电动机的输出转矩T M和折算到电动机轴上的负载转矩T L大小相等,方向相反,相互平衡。
即:电动机的机械特性曲线n = f(T M)和生产机械的机械特性曲线n = f(T L)必须有交点, 交点被称为平衡点。
(3)机电系统稳定运行的充分条件:系统受到干扰后,要具有恢复到原平衡状态的能力。
即:当干扰使速度上升时,有T M<T L;当干扰使速度下降时,有T M>T L。
符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
T=0时的转速称为理想空载转速,用nO表示。
电动机总存在空载制动转矩,靠电动机本身的作用是不可能上升到nO “理想”含义就在这里。
5.他励直流电动机特性曲线上堵转点的意义当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时,电动机不能启动,通常称为“堵转”。
堵转时电枢电流为1st,长时间的大电流会烧坏电枢绕组。
启动转矩就是电动机在启动瞬间(n=0)所产生的电磁转矩,也称堵转转矩。
6.他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性的特点和区别固有机械特性指的是在额定条件(额定电压U N和额定磁通N)下和电枢电路内不外接任何电阻时的n =f(T)人为机械特性是指人为地改变电动机的参数所得到的机械特性:1电动机电枢外加电压U2励磁磁通①的大小3电枢回路串接附加电阻R ad7.他励直流电动机电枢回路串接附加电阻时其机械特性的变化情况空载速度不变随着电阻的增加,转速降落增加,即机械特性变软8.他励直流电动机改变电枢电压时其机械特性的变化情况空载速度随着U的减小而减小转速降落不变,即特性硬度不变9.他励直流电动机改变励磁磁通时其机械特性的变化情况理想空载转速随磁通减小而增加转速降随磁通的减小而增大,即机械特性特性变软10.他励直流电机直接启动时启动电流非常大,为什么?其存在哪些危害?对直流电动机而言,在未启动之前n=0,E=0,而R a 一般很小。
机电传动控制复习提纲第二章 机电传动系统的动力学基础2.1 知识要点2.1.1 基本内容1.机电传动系统的运动方程式机电传动系统是一个由电动机拖动,并通过传动机构带动生产机械运转的机电运动的动力学整体[如图2.1(a)所示]尽管电动机种类繁多、特性各异,生产机械的负载性质也可以各种各样,但从动力学的角度来分析时,则都应服从动力学的统一规律,即在同一传动轴上电动机转矩T M 、负载转矩T L 、转轴角速度ω三者之间符合下面的关系: T M -T L =Jdt d (2.1) 或用转速n 代替角速度ω,则为 T M -T L =dt dn GD 3752 (2.2)式(2.1)和式(2.2)称为机电传动系统的运动方程式。
机电传动系统的运动方程式是描述机电系统机械运动规律的最基本方程式,它决定着系统的运行状态,当动态转矩T d =T M -T L =0时,加速度a =dt dn =0 ,表示没有动态转矩,系统恒(匀)速运转,即系统处于稳态;当T d ≠0时,a =dt dn ≠0 ,表示系统处于动态,T d >0时,a =dt dn 为正,传动系统为加速运动;T d <0时,a =dt dn为负,系统为减速运动。
因式(2.1)和式(2.2)中的T M 、T L 既有大小还有方向(正负),故确定传动系统的运行状态不仅取决于T M 和T L 的大小,还要取决于T M 和T L 的正负(方向)。
因此,列机电传动系统的运动方程式和电路平衡方程时,必须规定各电量的正方向,也必须规定各机械量的正方向。
对机电传动系统中各机械量的正方向约定[见图2.1(b)]如下:在确定了转速n 的正方向后,电动机转矩T M 取与n 相同的方向为正向,负载转矩T L 取与n 相反的方向为正向,因此,若T M 与n 符号相同,则表示T M 与n 的方向一致;若T L 与n 符号相同,则表示T L 与n 方向相反。
也可以由T M 、T L 的方向来确定T M 、T L 的正负。
机电传动控制重点内容总结概述机电传动控制的目的与任务机电系统的组成电力拖动电气控制系统机械机电传动控制的任务将电能转换为机械能实现生产机械的启动、停止以及速度的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机电传动控制的目的第二章机电传动系统的运动学基础单轴拖动系统的运动方程式单轴拖动系统的运动方程式TM TL J d 2 dn J dt 60 dt 转动惯量和飞轮转矩的折算几种常见的负载特性恒转矩负载,离心式通风机型负载,直线型负载恒功率负载机电系统稳定运行的条件和判定方法第三章直流电机的工作原理及特性直流电机的基本结构和工作原理基本结构定子转子换向器工作原理发电机原理电动机原理电动势的大小和方向电磁转矩的大小和方向E K e nTM K m I a 直流他励电动机的机械特性机械特性的一般形式Ra U n Ia K e K e Ra U n T 2 K e K e K M 固有机械特性人为机械特性Ra U n T 2 K e K e K MU E I a RaP T 9.55 n PE K e n TM K m I a直流他励电动机的启动特性电动机固有的启动特性启动电流大启动转矩大启动方法电枢串电阻启动的方法启动电阻的选择直流他励电动机的调速特性调速方法特点电枢串电阻恒转矩调速特性电枢外加电压恒功率调速特性励磁磁通直流他励电动机的制动特性反馈制动产生的原因、制动过程与特点反接制动产生的原因、制动过程与特点能耗制动作用与特点第四章过渡过程过渡过程分析机电时间常数加快过渡过程的方法第五章交流电动机的工作原理及特性三相交流电动机的基本结构和工作原理基本结构定子转子工作原理旋转磁场的旋转速度旋转磁场的旋转方向转子的旋转速度三相交流电动机的额定参数定子绕组的连接方法额定参数连接方法的选用60 f n0 pn0 n S n0三相交流电动机的转矩特性与机械特性60 f n0 p S R2 n0 nm m X n0 20 U2 Tmax K 2 X 20 R2U 2 Tst K 2 2 R2 X 20 T max TN K 1 / f , X f 20三相交流电动机的启动、制动和调速特性固有启动特性启动方法调速方法与特点制动方法与特性单相交流电动机结构特点启动方法同步交流电动机结构特点特性启动方法第六章控制电机交直流伺服电机的工作原理如何消除自传现象第八章继电器接触器控制系统常用电器工作原理与使用场合接触器热继电器电流继电器电压继电器熔断器基本电路的分析与设计按钮、行程开关等继电器接触器电路的组成常用电动机控制电路按时间原则控制的电路按行程原则控制的电路按电流原则控制的电路按速度原则控制的电路各种保护第十三章步进电动机控制系统步进电动机的结构与工作原理齿数、相数通电方式步距角主要特性第十四章电机的选择电机容量的选择原则电机的发热和冷却不同工作制下电机容量的选择等效功率,力矩的折算电机种类,电压,转速,结构的选择。
《机电传动控制》复习重点第2章机电传动的动力学基础⏹机电传动系统的运动方程式⏹会判断驱动力矩和负载力矩的正负号⏹并能够根据该方程式判断机电系统的运动状态⏹动态转矩的概念⏹机电传动的负载特性⏹什么是负载特性:电动机轴上的负载转矩与转速之间的关系⏹4种典型的负载特性曲线⏹恒转矩负载包括反抗性恒转矩负载和位能性负载⏹机电传动稳定运行的条件⏹充分必要条件⏹掌握判断稳定工作点的方法第三章直流电机的工作原理及特性⏹直流电机既可以用作电动机也可以用作发电机⏹任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应的基础上的⏹直流电机做发电运行和电动运行时都会产生电动势E和电磁转矩T,但是不同的运行方式下其作用是不同的⏹电势平衡方程⏹力矩平衡方程⏹直流电动机机的机械特性⏹机械特性曲线(绘制)⏹机械特性硬度的概念⏹人为机械特性对应的不同的特性曲线⏹直流电机不能直接启动⏹两种启动方法:降压启动和电枢串电阻启动⏹直流电机的调速特性⏹改变电枢电压⏹改变主磁通。
这种调速方法的特点是什么?⏹制动特性⏹制动与自然停车什么不同?⏹两种制动状态:稳定的制动状态,过渡的制动状态⏹三种制动状态是什么?⏹电源反接制动和倒拉反接制动的区别是什么?⏹能耗制动的制动过程分析。
第五章交流电动机的工作原理及特性⏹三相异步电动机的工作原理⏹转子有两种,即鼠笼式和线绕式⏹旋转磁场产生的原理⏹转差率的定义⏹旋转磁场的转速⏹定子接线中星形连接和三角形连接的区别⏹三相异步电机定子电路和转子电路的分析⏹转子电路的频率,电压与转差率的关系⏹功率因数的概念⏹三相异步电动机的转矩与机械特性⏹功率因数对转矩的影响是什么⏹三相异步电动机的固有机械特性曲线的绘制⏹几种人为机械特性曲线的典型曲线绘制⏹启动特性⏹鼠笼式异步电机的启动方法(5种,请列举)⏹线绕式异步电机的启动方法(2种)⏹调速方法⏹至少掌握5种调速的方法,每种调速方法的思路和原理⏹变频调速,工频一下,采用变压变频(恒磁通调速),工频以上采用恒压弱磁(恒功率)。