机电传动控制 第三章4

机械特性方程
机械特性的硬度
dT Δ T 100%
dn Δ n
（1）绝对硬特性 （2）硬特性>10 （3）软特性<10
二、固有机械特性
在额定条件（额定电压UN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)
即:
n UN
Ra
T
Ke N 9.55(Ke N )2
固有特性的计算方法： (1) 估算电枢电阻Ra
4）Φ≤ΦN，n≥nN
3．5 直流他励电动机的制动特性
1．制动与启动 启动：电动机速度从静止加速到某一稳定转速的一种运动状态；
制动：电动机速度是从某一稳定转速开始减速到停止或是限制 位能负载下降速度的一种运转状态。
2. 制动与自然停车 1）自然停车：电动机脱离电网，靠很小的摩擦阻转矩消耗机 械能使转速慢慢下降，直到转速为零而停车。 2）制动：电动机脱离电网，外加阻力转矩使电动机迅速停车。
2．位能转矩 , 其特点为：
✓转矩大小恒定不变； ✓方向不变
二、离心式通风型机械特性
TL Cn2
其中：C为常数。
三、直线型机械特性 TL Cn
其中：C为常数。
四、恒功率型机械特性
恒功率型机械特性的负载转矩TL的大小与速度n的大小成正比，
即
TL
C n
其中：C为常数
2.4 机电系统稳定运行的条件 一、机电系统稳定运行的含义 1. 系统应能以一定速度匀速运行；
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

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》教学大纲课程代码：课程类别：选修课程学分：4课程学时：50左右授课对象：车辆工程前导课程：《高等数学》、《大学物理》、《电工电子》开设教研室：汽车教研室一、课程的性质、目的与任务机电传动控制分基础部分、传统的继电器控制技术、新型器件PLC的应用技术、设备调速系统、电气控制系统设计等五部分组成，其任务是电气系统的常用电气元件结构和工作原理、电气图纸的阅读和绘制以及用于电路分析的逻辑代数；典型环节电路和典型设备电气系统分析，电气控制系统的工作原理和分析电气系统的方法及PLC的工作原理、基本使用方法、编程软件与组态软件应用等知识；二、课程教学内容和基本要求教学内容1．第一章绪论内容：机电传动控制技术发展概述，机电传动控制技术研究重点。

2．第二章常用低压电器内容：开关类电器，继电器类电气元件即其他电器。

3．第三章电气控制系统基础知识内容：电气图绘制及绘图标准，电气控制系统的逻辑代数分析方法。

4．第四章电气控制系统基本控制电路内容：三相笼型异步电动机基本控制电路环节，特定功能控制电路，自动循环工作控制电路。

5．第五章典型设备电气控制系统分析内容：设备电气控制系统分析概述，普通车床电气控制系统分析，卧式铣床电气控制系统分析，组合机床电气控制系统分析，电气控制系统电路图设计基础。

6．第六章可编程序控制器(PLC)应用基础内容：可编程序控制器硬件构成及工作原理，PLC控制程序编程基础及编程软件。

7．第七章设备伺服系统概述内容：伺服控制系统构成、分类及应用。

8．第八章直流电动机调速控制内容: 直流调速控制系统的基本概念，速度负反馈单闭环直流电动机调速系统，无静差直流调速系统，直流电动机转速、电流双闭环调速系统。

9．第九章交流电动机调速控制内容: 交流电动机定子侧变频调速系统，交流电动机转子侧串级调速系统，无刷直流电动机调速系统。

10．第十章设备电气控制系统设计内容: 电气控制系统设计的基本原则和内容，电气控制装置的设计步骤与设计要点，设计举例。

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。