《机电传动控制》PPT课件
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机电传动控制课件
特性：精确定位、快速响应、易于控制、可靠性高
应用领域：数控机床、机器人、自动化生产线等
优缺点：优点是精确定位、快速响应；缺点是效率低、发热量大、噪声大
步进电机控制系统组成及工作原理
工作原理：通过控制驱动器的工作状态，使步进电机按照预定的步进角和速度进行运动
控制器：接收控制信号，控制驱动器的工作状态
直流电机调速原理是通过改变电机的输入电压或电流来改变电机的转速。
调速器根据控制器的指令，调节电机的输入电压或电流，实现电机的调速。
直流电机调速系统具有调速范围广、调速精度高、调速性能好等优点。
直流调速系统组成及工作原理
直流电机：提供动力，实现机械能转换
调速器：控制电机转速，实现调速功能
控制电路：接收信号，控制调速器工作
发展趋势：向着更高效率、更小体积、更低成本方向发展
控制理论及系统稳定性
控制理论：包括经典控制理论、现代控制理论等
控制系统优化：包括系统优化目标、优化方法、优化效果等
控制系统设计：包括系统建模、控制器设计、系统仿真等
系统稳定性：包括稳定性的电机调速系统主要由直流电机、调速器、控制器等组成。
步进电机：通过控制脉冲信号实现精确定位
伺服电机：通过反馈控制实现精确定位和速度控制
直线电机：通过直线运动实现精确定位和速度控制
旋转电机：通过旋转运动实现精确定位和速度控制
电力电子器件及变流技术
电力电子器件：包括二极管、晶体管、MOSFET等
变流技术：包括整流、逆变、斩波等
应用领域：包括电机控制、电源管理、新能源等领域
机电传动控制的应用
工业自动化：用于生产线、机器人等自动化设备
交通运输：用于汽车、火车、飞机等交通工具的动力控制
应用领域：数控机床、机器人、自动化生产线等
优缺点：优点是精确定位、快速响应；缺点是效率低、发热量大、噪声大
步进电机控制系统组成及工作原理
工作原理：通过控制驱动器的工作状态，使步进电机按照预定的步进角和速度进行运动
控制器：接收控制信号，控制驱动器的工作状态
直流电机调速原理是通过改变电机的输入电压或电流来改变电机的转速。
调速器根据控制器的指令，调节电机的输入电压或电流，实现电机的调速。
直流电机调速系统具有调速范围广、调速精度高、调速性能好等优点。
直流调速系统组成及工作原理
直流电机：提供动力，实现机械能转换
调速器：控制电机转速，实现调速功能
控制电路：接收信号，控制调速器工作
发展趋势：向着更高效率、更小体积、更低成本方向发展
控制理论及系统稳定性
控制理论：包括经典控制理论、现代控制理论等
控制系统优化：包括系统优化目标、优化方法、优化效果等
控制系统设计：包括系统建模、控制器设计、系统仿真等
系统稳定性：包括稳定性的电机调速系统主要由直流电机、调速器、控制器等组成。
步进电机：通过控制脉冲信号实现精确定位
伺服电机：通过反馈控制实现精确定位和速度控制
直线电机：通过直线运动实现精确定位和速度控制
旋转电机：通过旋转运动实现精确定位和速度控制
电力电子器件及变流技术
电力电子器件：包括二极管、晶体管、MOSFET等
变流技术：包括整流、逆变、斩波等
应用领域：包括电机控制、电源管理、新能源等领域
机电传动控制的应用
工业自动化：用于生产线、机器人等自动化设备
交通运输：用于汽车、火车、飞机等交通工具的动力控制
《机电传动控制》PPT课件
都要靠电动机及其控制系统来实现。
机电传动控制的任务
一、机电传动的特点
• 5、机电传动系统构成：
电动机。产生原动力 生产机械。拖动对象 传动机构。传递机械能 电气控制设备。控制电动机运转 电源。对电动机和电气控制设备供电
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
电源
自控设 备
电动机
传动机构
的需要。
电动机
二、机电传动系统发展概况
• 1、传动方式经历了三个阶段：
成组拖动 单机拖动 多电机拖动
二、机电传动系统发展概况
传动方式 成组拖动：一台电动机带动一根天轴，再由天轴
通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。特点： 效率低，故障影响广。
单机拖动：一台电动机拖动一个机械。特点：如
一 机电传动系统的动力学方程
电动机 （M）
TL
生产机械
TM
MM
+TL
单轴拖动系统
一 机电传动系统的动力学方程
• 单轴(单级)机电传动系统的运动方程
• 由牛顿第二定律
TM
TL
J
d
dt
(1.1)
J m 2 mD2 / 4
G mg TM----电动机转矩
GD2 J
4g
(1.2)
TL----负载转矩 GD2---飞轮矩
2 n
60
(1.3)
TM
TL
GD2 375
dn dt
(1.4)
n-----转速
t-----时间 ω 为角速度
375 4g 60
2
单位 :
米 秒分
• GD2=4J
• GD2是一个整体，不是G与D2 的乘积， GD2 由产品样本或机械手册上查出。 GD2 中的 D 为回转直径，不是实际直径。
机电传动控制的任务
一、机电传动的特点
• 5、机电传动系统构成：
电动机。产生原动力 生产机械。拖动对象 传动机构。传递机械能 电气控制设备。控制电动机运转 电源。对电动机和电气控制设备供电
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
电源
自控设 备
电动机
传动机构
的需要。
电动机
二、机电传动系统发展概况
• 1、传动方式经历了三个阶段：
成组拖动 单机拖动 多电机拖动
二、机电传动系统发展概况
传动方式 成组拖动：一台电动机带动一根天轴，再由天轴
通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。特点： 效率低，故障影响广。
单机拖动：一台电动机拖动一个机械。特点：如
一 机电传动系统的动力学方程
电动机 （M）
TL
生产机械
TM
MM
+TL
单轴拖动系统
一 机电传动系统的动力学方程
• 单轴(单级)机电传动系统的运动方程
• 由牛顿第二定律
TM
TL
J
d
dt
(1.1)
J m 2 mD2 / 4
G mg TM----电动机转矩
GD2 J
4g
(1.2)
TL----负载转矩 GD2---飞轮矩
2 n
60
(1.3)
TM
TL
GD2 375
dn dt
(1.4)
n-----转速
t-----时间 ω 为角速度
375 4g 60
2
单位 :
米 秒分
• GD2=4J
• GD2是一个整体，不是G与D2 的乘积， GD2 由产品样本或机械手册上查出。 GD2 中的 D 为回转直径，不是实际直径。
机电传动控制课件ppt精选全文
第一节 机电传动控制系统得组成与分类
一、自动控制系统分类: (4)按系统稳态时被调量与给定量有无差别,可分为
有静差调节系统与无静差调节系统。
(5)按给定量变化得规律,可分为 定值调节系统、程序控制系统与随动系统。
(6)按调节动作与时间得关系,可分为 断续控制系统与连续控制系统;
(7)按系统中所包含得元件特性,可分为 线性控制系统与非线性控制系统。
机电传动控制课件
第一节 机电传动控制系统得组成与分类
一、自动控制系统分类: (1)从组成原理上分类
开环控制系统: 特点:系统简单;控制精度不高。 闭环控制系统: 特点:系统较复杂;控制精度高。 (2)按反馈方式得不同,可分为 转速负反馈、电势负反馈、电压负反馈及电流 正反馈控制系统; (3)按系统得复杂程度,可分为 单环自动调节系统与多环自动调节系统;
3)调速得平滑性,通常用两个相
邻调速级得转速差来衡量。
S2
n02 nN n02
D nmax
nmax
nmin n02 nN
nmax S2
nN (1 S2 )
第二节 机电传动控制系统调速方案选择
动态指标:
1)最大超调量
MP
nmax n2 n2
100%
2) 过渡过程时间 T
3) 振荡次数 N
第一节 机电传动控制系统得组成与分类
二、一般自动控制系统组成:
比较
给定 Ug + U 放大
环节 — EBR 调节环节
执行 环节
测量 环节
扰动
被调 被调量
对象
n
第二节 机电传动控制系统调速方案选择
一、调速方法 ➢纯机械方法调速: 通过变速齿轮箱或几套变速皮带轮 或其她变速机构来实现; ➢纯电气方法调速: 通过改变电动机得机械持性实现, 这时机械变速机构简单、只一套变速齿轮或皮带轮; ➢电气与机械配合调速: 用电动机来得到多种转速,同 时,又用机械变速机构得换档来进行变速。
机电传动控制(全套课件250P)
9.55F N vm / s TL c nr / min 2.对直线运动（上升）：
3.对直线运动（下降）： TL
ppt课件
9.55 c F N vm / s nr / min
13
2．3 生产机械的机械特性 在同一轴上，负载转矩和转速之间的函数关系，称为生产机 械的机械特性。 一、恒转矩型机械特性
速度。
ppt课件
18
二、机电系统稳定运行的条件
1. 必要条件
电动机的输出转矩T和负载转矩TL大小相等，方向相反。 n=f(T)和n=f(TL)必须有交点，交点被称为平衡点。
2. 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<TL ；
当干扰使速度下降时，有T>TL 。这是稳定运行的充分条件。 符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
ppt课件 9
四、T、TL 、n的参考方向 以ω（或n）的转动方向为参考来确定转矩的正负。
拖动转距促进运动；制动转距阻碍运动。 1. T的符号与性质 当T的方向与n同向时，符号与n相同；T为 拖动转矩 当T的方向与n反向时，符号与n相反；T为制动转矩 2. TL的符号与性质 当TL的方向与n同向时，符号与n相反；TL为 拖动转矩 当TL的方向与n反向时，符号与n相同；TL为制动转矩
1）可以实现无级调节 2）特性曲线互相平行，机械特
性硬度不变，调速范围较大；
3）恒转矩调速 4）U≤UN，n≤nN
ppt课件
47
3．改变电动机主磁通
UN Ra n T 2 K e 9.55( K e )
1）可以实现无级调节 2）随着Φ 的减小，n0增加，k 变大，特性变软； 3）恒功率调速 4）Φ ≤Φ N，n≥nN
《机电传动控制》课件
感应电机
基于电磁感应原理，具有成本低 、可靠性高的优点，在工业自动 化、家用电器等领域广泛应用。
先进控制算法的研究与应用
滑模控制
01
通过在状态空间中设计滑模面并选择合适的切换规则，实现对
系统状态的快速响应和鲁棒性。
模糊控制
02
பைடு நூலகம்
利用模糊集合理论将不确定性因素转化为可计算的语言变量，
实现对复杂系统的有效控制。
03
机电传动控制系统的设计与实现
系统需求分析与设计
需求分析
明确系统的功能要求、性能指标和约束条件，为后续 设计提供依据。
总体设计
根据需求分析，确定系统的总体架构、组成模块和相 互关系。
详细设计
对每个模块进行详细设计，包括电路设计、机械结构 设计、软件设计等。
控制算法的选择与实现
算法选择
根据系统需求和性能要求， 选择合适的控制算法，如PID 控制、模糊控制等。
机床的运动状态和加工参数。
数控机床控制系统的应用范围包括航空、航天、汽车、模具等领域，为 现代制造业的发展提供了重要的技术支持。
智能家居控制系统
智能家居控制系统是实现家庭智能化和舒适化的重要手段 之一，它通过控制家庭设备的开关、调节设备的运行状态 和参数等，为家庭生活提供便利和舒适。
智能家居控制系统通常采用无线通信和网络技术，实现家 庭设备的互联互通和控制，同时通过传感器和执行器，实 时监测和调整家庭设备的运行状态和环境参数。
步进电机
利用脉冲信号控制电机转子步 进旋转的原理，实现精确的角
度和位置控制。
伺服电机
利用伺服系统控制电机旋转角 度和速度的原理，实现高精度
和高动态性能的控制。
控制器类型与工作原理
《机电传动控制教案》课件
《机电传动控制教案》PPT课件第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动控制的定义1.2 机电传动控制系统的组成1.3 机电传动控制的应用领域1.4 机电传动控制的发展趋势第二章：电动机及其控制2.1 电动机的分类及特点2.2 电动机的选型与安装2.3 电动机的控制方式2.4 电动机的运行维护第三章：机电传动系统的动力学分析3.1 机电传动系统的动力学基本原理3.2 机电传动系统的负载分析3.3 机电传动系统的速度和加速度控制3.4 机电传动系统的稳定性分析第四章：机电传动控制电路设计4.1 机电传动控制电路的基本组成4.2 常用控制电路的设计方法4.3 电路图的绘制与解读4.4 电路的调试与故障排查第五章：机电传动控制系统的性能评估5.1 机电传动控制系统的性能指标5.2 机电传动控制系统的仿真与实验5.3 机电传动控制系统的优化方法5.4 机电传动控制系统的可靠性分析第六章：传感器与检测技术6.1 传感器的分类与作用6.2 常用传感器的原理与应用6.3 传感器信号的处理与分析6.4 传感器的标定与补偿第七章：PLC在机电传动控制中的应用7.1 PLC的基本原理与结构7.2 PLC的编程技术与应用7.3 PLC与电动机的接口与通信7.4 PLC在机电传动控制实例分析第八章：变频器在机电传动控制中的应用8.1 变频器的基本原理与结构8.2 变频器的选型与安装8.3 变频器的控制策略与编程8.4 变频器在机电传动控制实例分析第九章：伺服控制系统及其应用9.1 伺服控制系统的基本原理9.2 伺服电动机的选型与安装9.3 伺服控制系统的调速与定位9.4 伺服控制系统在机电传动控制中的应用实例第十章：机电传动控制系统的节能与环保10.1 节能原理与技术10.2 环保原理与技术10.3 节能与环保在机电传动控制中的应用10.4 未来发展趋势与挑战第十一章：机电传动控制系统的故障诊断与维护11.1 故障诊断的基本方法11.2 故障诊断与维护的常用工具11.3 机电传动控制系统的常见故障分析11.4 故障诊断与维护的实践操作第十二章：现代机电传动控制技术12.1 智能控制技术在机电传动控制中的应用12.2 传动控制技术12.3 电动汽车传动控制技术12.4 微机电传动控制技术第十三章：案例分析与实践13.1 机电传动控制案例分析13.2 机电传动控制实验设计与实践13.3 机电传动控制系统的仿真13.4 课程设计及毕业设计指导第十四章：安全与职业素养14.1 机电传动控制系统的安全防护14.2 职业素养与职业道德14.3 安全生产法律法规14.4 安全事故案例分析与预防第十五章：课程总结与展望15.1 课程主要内容回顾15.2 机电传动控制技术的未来发展15.3 机电传动控制技术的创新与应用15.4 面向未来的学习与研究方向重点和难点解析本文主要介绍了《机电传动控制教案》PPT课件的十五个章节，涵盖了机电传动控制概述、电动机及其控制、动力学分析、控制电路设计、性能评估、传感器与检测技术、PLC和变频器在机电传动控制中的应用、伺服控制系统及其应用、节能与环保、故障诊断与维护、现代机电传动控制技术、案例分析与实践、安全与职业素养以及课程总结与展望等内容。
《机电传动控制教案》课件
04
机电传动控制系统的实现
控制系统的硬件实现
01
02
03
控制器选择
根据系统需求选择合适的 控制器，如PLC、单片机 、DSP等。
传感器与执行器
选择并安装适当的传感器 和执行器，确保系统能够 准确检测和响应。
电路设计与布线
根据系统架构进行电路设 计和布线，确保安全可靠 。
控制系统的软件实现
算法设计
光电传感器
利用光电效应检测物体的存在 和运动。
霍尔传感器
利用霍尔效应检测磁场变化。
超声波传感器
利用超声波检测物体的距离和 位置。
压力传感器
利用压力变化检测压力值。
执行器种类与工作原理
电磁阀
利用电磁力控制流体流动。
电动执行器
利用电机驱动执行器动作。
气动执行器
利用压缩气体驱动执行器动作。
液压执行器
利用液压系统驱动执行器动作。
控制系统设计的优化与改进
算法优化
根据实际运行情况，优化控制算法，提高系 统响应速度和稳定性。
硬件升级
根据技术发展，升级系统硬件，提高系统性 能和可靠性。
软件升级
定期更新软件版本，修复漏洞，增加新功能 ，提高软件性能和安全性。
系统维护与改进
定期对系统进行检查和维护，根据用户反馈 和实际需求进行改进和优化。
网络化
随着物联网技术的发展，机电传动 控制系统将逐渐实现网络化，能够 实现远程监控和远程控制等功能。
02
机电传动系统的组成与工作 原理
电机种类与工作原理
直流电机
利用磁场和电流在电机 内部产生转矩，实现电
能和机械能的转换。
交流电机
利用交流电在电机内部 产生旋转磁场，驱动电
机电传动控制PPT课件
电机铭牌数据绘制；
3.2.3它励直流电动机的人为机械特性
人为机械特性 是指供电电压U或磁通Φ 不是额定值，电枢电路接有外加电阻 Rad时的机械特性.
1. 电枢串电阻；（图2-9） n
n0
R +
If
U
M
E
Ia
Rf
_
T
由公式可以推导出：
n= n0 - Δn
与固有特性比较可以看出:二者的n0 是一样 的,而转速降Δn却变大了,即特性变软；
2.4机电传动系统稳定运行的的条件
含义:一是系统能以一定速度稳定运行;二 是能经受干扰
上次课复习
生产机械运动方程 : TM-TL=J dω/dt （注意各转矩方向与旋转方向的关系） 各种生产机械的特性:
1、恒转矩负载特性； 2、离心式通风机负载特性； 3、直线型负载转矩 4、恒功率负载转矩特性 稳定运行的的条件（TM与TL关系）
2.改变电动机供电电压 n0＝U/KeΦ
这时n0受电压变化而改变，而Δn则因与电 压无关所以不变，特性如图
n n0
T
特点是： 1. 斜率不变，各条特性曲线互相平行； 2. 理想空载转速n0与U成正比； 3. 由于一般要求外加电压不超过额定电压，
所以改变电压时曲线是下移的。
4. 3.改变磁通 5. 由于磁饱和和线圈的原因只能减小Φ。
3.3.2. 所以一般的直流电动机不允许直接
启动
解决方法：在启动时设法限制电枢电流 （1）降压启动使U从小到大逐渐增加到
UN 注:对于降压启动需要电源电压可调。 （2）电枢回路串联电阻启动
3.3.3. 电枢串联电阻启动
（1）单段（串联一级电阻）
当启动时KM断，这时从Tst开始按a变化当 到TL时， KM合，由于n 不能突变，所以 从A到B点产生冲击T比较大，这时，有 较大的Ia和T
3.2.3它励直流电动机的人为机械特性
人为机械特性 是指供电电压U或磁通Φ 不是额定值，电枢电路接有外加电阻 Rad时的机械特性.
1. 电枢串电阻；（图2-9） n
n0
R +
If
U
M
E
Ia
Rf
_
T
由公式可以推导出：
n= n0 - Δn
与固有特性比较可以看出:二者的n0 是一样 的,而转速降Δn却变大了,即特性变软；
2.4机电传动系统稳定运行的的条件
含义:一是系统能以一定速度稳定运行;二 是能经受干扰
上次课复习
生产机械运动方程 : TM-TL=J dω/dt （注意各转矩方向与旋转方向的关系） 各种生产机械的特性:
1、恒转矩负载特性； 2、离心式通风机负载特性； 3、直线型负载转矩 4、恒功率负载转矩特性 稳定运行的的条件（TM与TL关系）
2.改变电动机供电电压 n0＝U/KeΦ
这时n0受电压变化而改变，而Δn则因与电 压无关所以不变，特性如图
n n0
T
特点是： 1. 斜率不变，各条特性曲线互相平行； 2. 理想空载转速n0与U成正比； 3. 由于一般要求外加电压不超过额定电压，
所以改变电压时曲线是下移的。
4. 3.改变磁通 5. 由于磁饱和和线圈的原因只能减小Φ。
3.3.2. 所以一般的直流电动机不允许直接
启动
解决方法：在启动时设法限制电枢电流 （1）降压启动使U从小到大逐渐增加到
UN 注:对于降压启动需要电源电压可调。 （2）电枢回路串联电阻启动
3.3.3. 电枢串联电阻启动
（1）单段（串联一级电阻）
当启动时KM断，这时从Tst开始按a变化当 到TL时， KM合，由于n 不能突变，所以 从A到B点产生冲击T比较大，这时，有 较大的Ia和T
机电传动控制PPT课件
63
第一节 常用低压电器
64
第一节 常用低压电器
65
第一节 常用低压电器
(四) 万能转换开关 万能转换开关是一种具有多个挡拉、多对
触头，可以控制多个回路的控制电器，主 要作电路转换之用。
66
第一节 常用低压电器
67
第一节 常用低压电器
(五) 主令控制器 • 主令控制器可以按照预定顺序频繁地切换多个
电磁式时间继电器
38
第一节 常用低压电器
空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器 是利用空气阻尼作用来达 到延时的目的。 主要由电磁机构、延时 机构及触头三部分组成。 其电磁机构有直流和交 流两种。 通电延时型
断电延时型
39
第一节 常用低压电器
空气阻尼式时间继电器
40
第一节 常用低压电器
机电传动控制
1
第一章 绪 论
2
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 成组拖动
3
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 单电机拖动
4
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 多电机拖动
5
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 交直流变速（先有直流后有交流）
9
第二节 机电一体化技术
二、机电一体化技术的关键技术 自动控制技术 检测传感技术 信息技术 伺服驱动 精密机械技术 接口技术
10
第二节 机电一体化技术
三、机电一体化技术的发展前景 性能上：向高精度、高效率、高性能、智
能化的方向发展； 功能上：向小型化、轻型化、多功能方向
第一节 常用低压电器
64
第一节 常用低压电器
65
第一节 常用低压电器
(四) 万能转换开关 万能转换开关是一种具有多个挡拉、多对
触头，可以控制多个回路的控制电器，主 要作电路转换之用。
66
第一节 常用低压电器
67
第一节 常用低压电器
(五) 主令控制器 • 主令控制器可以按照预定顺序频繁地切换多个
电磁式时间继电器
38
第一节 常用低压电器
空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器 是利用空气阻尼作用来达 到延时的目的。 主要由电磁机构、延时 机构及触头三部分组成。 其电磁机构有直流和交 流两种。 通电延时型
断电延时型
39
第一节 常用低压电器
空气阻尼式时间继电器
40
第一节 常用低压电器
机电传动控制
1
第一章 绪 论
2
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 成组拖动
3
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 单电机拖动
4
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 多电机拖动
5
第一节 机电传动及其控制系统的发展概况
一、机电传动的发展 交直流变速（先有直流后有交流）
9
第二节 机电一体化技术
二、机电一体化技术的关键技术 自动控制技术 检测传感技术 信息技术 伺服驱动 精密机械技术 接口技术
10
第二节 机电一体化技术
三、机电一体化技术的发展前景 性能上：向高精度、高效率、高性能、智
能化的方向发展； 功能上：向小型化、轻型化、多功能方向
机电传动与控制PPT课件
2021/5/20
第8页/共24页
日本造英文字。 1984年，美国机械工程协会ASME给出现代机械系统定义：由计算机信息网络协
调与控制的，用于完成包括机械力，运动和能量流等动力学任务的机械和机电部件相互 联的系统。
2.基本结构要素
一个完善的机电一体化系统，应包括五大基本要素： （1）。机械本体
系统所有功能元素 的机械支持结构，包括机 身框架，机械连接等。材料，工艺，性能和水平的提高。 适应产品的高效，多功能，可靠，结构上，小型，轻量 和美观等要求。 （2）。能源部分
人体五大要素
结构
机电一体化五大功能
第12页/共24页
机电一体化系统或产品和人体功能要素
内脏
动力
五官
头脑
手足
传感器
计算机
执行 机构
骨胳
2021/5/20
人体五大要素
机械 结构
机电一体化五大要素
第13页/共24页
3.机电一体化产品的分类:
(1)以发展水平分类:
A.功能附加型初级产品 B.功能代替型中级产品 C.机电融合型高级产品
如：电气接口，机械接口，人机接口
4。自动控制技术
具体控制装置和控制系统的设计。 如：位置控制，速度控制。自适应控制。自诊断校正等
2021/5/20
第16页/共24页
5。传感与检测技术
传感与检测是实现自动控制和自动调节的关键环节。 如：物理量，化学量和生物量等变成可视别的电信号
6。伺服驱动技术
直接指行操作的技术，实现电信号到机械动作的转换装置和部件。 如：电液马达，油缸，气缸，步进电动机，直流伺服电动机和交流伺 服电动机等等
2021/5/20
第17页/共24页
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生产机械
5、机电传动系统构成
一、机电传动的特点
一、机电传动的特点
• 6、电力拖动的特点
效率高。与
行特性
电机拖动具有良好的调速性能。起动、制动、
反向和调速等控制简便，快速性好
电机拖动装置参数的检测、信号的变换与传
递都比较方便，易于组成完善的反馈系统， 实现最优控制。
在各类动力机械中，电动机的容量已超过总容量 的60%。
二、机电传动系统发展概况
根据应用场合的要求和电源的不同，电动 机有直流电动机、交流同步电动机、交流 感应电动机，以及满足不同需求的特种电 动机。20世纪70年代以后，由于大功率电 力电子器件、微电子器件、变频技术以及 计算机技术取得的一系列进展，还研制出 多种调速性能优良、效率较高、能满足不 同要求的交流电动机调速系统，和由变频 器供电的一体化电机。
• 对电力拖动提出更高要求：高速、高精度、高效率、 快速起动、制动和反转、调速范围广等。
2、控制方式的发展
电动机
二、机电传动系统发展概况
就信号转换功能的控制电机而言，大体上
有测速电机、伺服电机、旋转变压器和自 整角机等几种，这些电机主要用于自动控 制系统中作为检测、执行、随动和解算元 件，例如机床加工的自动控制，舰船方向 舵的自动控制，大炮和雷达的自动定位， 飞机的飞行控制，计算机、自动记录仪表 运行的控制等。这类电机通常为微型电机， 对精度和快速响应的要求较高。
果动力部件较多时，机械传动机构复杂。
多电机拖动：一台生产机械的每一运动部件专门
由一台电动机拖动。特点：简化生产机械的传动 机构，控制灵活，容易实现自动化。
1 传动方式经历了三个阶段
二、机电传动系统发展概况
• 2、控制方式的发展
因素:控制器件的发展，功率器件、放大器
件
控制方式由手动控制逐步向自动控制方向
的需要。
电动机
二、机电传动系统发展概况
• 1、传动方式经历了三个阶段：
成组拖动 单机拖动 多电机拖动
二、机电传动系统发展概况
传动方式 成组拖动：一台电动机带动一根天轴，再由天轴
通过带轮和传动带分别拖动各生产机械。特点： 效率低，故障影响广。
单机拖动：一台电动机拖动一个机械。特点：如
电动机
二、机电传动系统发展概况
电机的分析步骤
(1)电机内部物理情况的分析
首先是弄清电机的基本结构和主要部件的功能， 再根据电机的磁路和电路，分析空载和负载时电机内 部的磁场，初步弄清这种电机的工作原理，这是第一 步。这一步实质上就是“建立物理模型”。
(2)导出电机的运动方程
运动方程是磁动势方程(磁链方程)、电压方程和 转矩方程的总称。导出运动方程就是把电机内所发生 的电磁过程、机电过程和动力学过程，利用电磁学和 动力学的基本定律，用数学方程的形式将其表达出来， 这是第二步。这一步也称为“建立数学模型”。
一、机电传动的特点
随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统的要
求愈来愈高。
电梯和提升机，要求启动和制动平稳，并能准确
地停止在给定的位置上；
重型镗床为保证加工精度和粗糙度，要求在极慢
的稳速下进给，即要求系统有很宽的调速范围；
为了提高效率，由数台或十几台设备组成的生产
自动线，要求统一控制或管理。
2、控制方式的发展
二、机电传动系统发展概况
• 连续控制系统：例晶闸管控制系统获得越来越广泛的 应用。
• 可编程序控制器：用软件手段来实现各种控制功能以 微处理器为核心的工业控制器。 20世纪70年代。
• 随着电力电子技术、大规模集成电路和计算机控制技 术的发展以及现代控制理论的应用，自动化电力拖动 正向着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进。
电力拖动
一、机电传动的特点
• 3、机电传动控制：
机电传动系统不仅完成能量转换的工作还
要对传动过程进行控制。
更高的自动化程度和更高的精度。
一、机电传动的特点
• 4、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。
电动机
二、机电传动系统发展概况
电机的分析步骤
(3)求解运动方程
根据运动方程和求解问题的性质(是稳态还是 瞬态，是对称还是不对称运行等等)，选择运动方 程的解法，求出解析解或数值解。
(4)结果分析
通过对解答的分析，确定所需的运行性能(特
性)和主要运行数据，如过载能力、稳定性、效率、
电压变化率、速度变化率等，以满足解决某一问题
机电传动及控制
第1章 绪论
• 一、机电传动的特点 • 二、机电传动系统发展概况 • 三、本课程的内容及安排
一、机电传动的特点
• 1、什么是机电传动？
传动，运动的传递（能量）
机械传动 液压与气动 机电传动
。。。。。。
一、机电传动的特点
• 2、机电传动：
以电动机为原动机驱动生产机械的传动系统 电能转变成机械能的传动系统.也称为电力传动或
都要靠电动机及其控制系统来实现。
机电传动控制的任务
一、机电传动的特点
• 5、机电传动系统构成：
电动机。产生原动力 生产机械。拖动对象 传动机构。传递机械能 电气控制设备。控制电动机运转 电源。对电动机和电气控制设备供电
一、机电传动的特点
• 它们之间的关系可表示为
电源
自控设 备
电动机
传动机构
二、机电传动系统发展概况
二、机电传动系统发展概况
• 电动机
电动机作为动力设备，已广泛应用于机械行业的 工作母机，冶金行业的高炉、转炉、平炉和轧钢 机，交通运输行业中的电车、电力机车，各类企 业中的鼓风、起吊、运输传送，农业中的电力排 灌、以及医疗器械、家用电器等各行各业，大至 冶金企业使用的高达上万千瓦的电动机，小至小 功率电动机、乃至几瓦的微电动机。
发展。
二、机电传动系统发展概况
继电-接触器式控制
应用最早的控制系统。由各种有触点的接触器、
继电器、按钮、行程开关等组成的控制电路，来 实现对电力拖动系统的起动、制动、反转和调速 的控制；实现对电力拖动系统的保护和生产过程 的自动化。
这种控制具有使用的单一性，而且控制的输入、
输出信号只有通和断两种状态，不能连续反映信 号的变化，故称为断续控制。