程宪平-机电传动与控制(第三版)1第一章ppt课件.ppt
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1、机电传动控制1我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物机电传动控制2我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 在了解直流电动机的基本结构的基础上,在了解直流电动机的基本结构的基础上, 着重掌握直流电机的基本工作原理,特别应掌着重掌握直流电机的基本工作原理,特别应掌 握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式;握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式; 学会用机械特性的四个象限分析直流学会用机械特性的四个象限
2、分析直流 电动机运行状态;电动机运行状态; 学会根据他励直流电动机的铭牌技术学会根据他励直流电动机的铭牌技术 数据,确定电动机启动等运行特性。数据,确定电动机启动等运行特性。 机电传动控制3我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物由于机械特性是根据转矩、电势、电压平衡方程式推由于机械特性是根据转矩、电势、电压平衡方程式推 导出来的,而机械特性又是分析启动、调速和制动特导出来的,而机械特性又是分析启动、调速和制动特 性的依据,所以性的依据,所以; 他励直流电动机的他励直流电动机的特性;特性;他励直流电
3、动机的他励直流电动机的特性。特性。 电流、电势的换向过程和电动机的制动过程;电流、电势的换向过程和电动机的制动过程; 电动机在各种运转状态下电磁转矩电动机在各种运转状态下电磁转矩 T、负载转矩、负载转矩 TL, 转速转速 n 、电枢电流、电枢电流 Ia ,和电势,和电势 E 等符号的确定。等符号的确定。 机电传动控制4我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 机电传动控制5我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个
4、活的生物NP额定功率NU额定电压Nn额定转速fNI额定励磁电流NI额定电流机电传动控制6我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物机电传动控制7我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物主磁极主磁极: :包括铁心和励磁绕组,产生恒定气隙磁通包括铁心和励磁绕组,产生恒定气隙磁通换向磁极换向磁极: :改善换向改善换向电刷装置电刷装置: :与换向片配合,完成直流与交流的互换与换向片配合,完成直流与交流的互换机座和端
5、盖机座和端盖: :起支撑和固定作用起支撑和固定作用电枢铁心电枢铁心: :主磁路的一部分,放置电枢绕组主磁路的一部分,放置电枢绕组电枢绕组电枢绕组: :由导线绕制而成,是电路的一部分由导线绕制而成,是电路的一部分换向器换向器: :与电刷装置配合,完成直流与交流的互换与电刷装置配合,完成直流与交流的互换转轴转轴轴承轴承风扇风扇机电传动控制8我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物直流电机直流电机的剖面图的剖面图换向器换向器电刷装置电刷装置主磁极主磁极换向磁极换向磁极端盖端盖风扇风扇机座机座电枢绕组电枢绕
6、组电枢铁心电枢铁心机电传动控制9我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1 1电枢绕组电枢绕组2 2电枢铁心电枢铁心3 3机座机座4 4主磁极铁心主磁极铁心5 5励磁绕组励磁绕组6 6换向极绕组换向极绕组7 7换向极铁心换向极铁心8 8主磁极极靴主磁极极靴9 9机座底脚机座底脚直流电机横剖面示意图直流电机横剖面示意图机电传动控制10我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物直流电机的电枢示意图直流电机的电枢
7、示意图1 1转轴转轴 2 2轴承轴承 3 3换向器换向器 4 4电枢铁心电枢铁心 5 5电枢绕组电枢绕组 6 6风扇风扇 7 7轴承轴承机电传动控制11我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物机电传动控制12我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物电磁转矩电磁转矩驱动驱动电枢电枢旋转旋转原动机原动机拖动拖动电枢电枢旋转旋转机电传动控制13我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的
8、世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 磁极磁极对对N、S不动,不动, 线圈(绕组)线圈(绕组)abcd 旋转,旋转, 换向片换向片1、2旋转,旋转, 电刷及出线电刷及出线A、B不动。不动。直流电机直流电机物理模型图物理模型图 机电传动控制14我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物Bev机电传动控制15我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 定子上的励磁绕组通过直流电流(
9、称为定子上的励磁绕组通过直流电流(称为If ) 产生恒定磁场(产生恒定磁场(称为称为励磁磁场,主磁场);励磁磁场,主磁场); 原动机拖动电枢以原动机拖动电枢以 电枢线圈的导体中将产生电枢线圈的导体中将产生e(右手定则)(右手定则), 该电势为交流电;该电势为交流电; 经过换向器与电刷的作用经过换向器与电刷的作用 可以引出直流电势可以引出直流电势EAB, 机电传动控制16我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物机电传动控制17我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢
10、?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物Bfi机电传动控制18我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物机电传动控制19我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物机电传动控制20我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物U - -外加外加电枢电枢电压电压( (V) )Ia - -电枢电枢电流电流(
11、 (A) )Ra- -电枢电枢电阻电阻( () )- - 一对磁极的磁通一对磁极的磁通 ( (Wb) )T - -电磁转矩电磁转矩 ( (Nm) )TL- -负载转矩负载转矩( (Nm) )T0 - -空载损耗转矩空载损耗转矩 ( (Nm) )n- -电枢转速电枢转速 ( (r/ /min) )E- -电枢电枢电动势电动势 ( (V) )Uf- -励磁电压励磁电压( (V) )If - -励磁电流励磁电流( (V) )Rf - -励磁励磁电阻电阻( () )Kt 、 Ke- -与电机结构与电机结构 有关的常数有关的常数机电传动控制21我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一
12、个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 电磁转矩电磁转矩T 为拖动转矩,方向与为拖动转矩,方向与n 相同相同 稳态时的转矩平衡稳态时的转矩平衡 T = TL + T0 电动势电动势E为反电势,它与外加电压为反电势,它与外加电压 产生的电流产生的电流Ia方向相反。方向相反。 外加电枢电压为电枢的反电势外加电枢电压为电枢的反电势和电阻压降所平衡。和电阻压降所平衡。 机电传动控制22我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物机电传动控制23我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐
13、怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物( (a) )他励他励( (b) )并励并励( (c) )串励串励( (d) )复励复励直流电动机励磁方式示意图直流电动机励磁方式示意图机电传动控制24我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 直流电动机的机械特性:直流电动机的机械特性: 在电动机电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻在电动机电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻 为恒值的条件下,即电动机处于稳态运行时,为恒值的条件下,即电动机处于稳态运行
14、时, 转速与电磁转矩之间的关系:转速与电磁转矩之间的关系: nf(T) 以直流他励电动机为例,说明:以直流他励电动机为例,说明: 直流他励电动机的机械特性直流他励电动机的机械特性 直流他励电动机的直流他励电动机的机械特性机械特性 直流他励电动机的直流他励电动机的机械特性机械特性 机电传动控制25我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物直流他励电动机原理电路图直流他励电动机原理电路图基本电路基本电路串接附加电阻电路串接附加电阻电路机电传动控制26我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这
15、样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物直流电动机的基本方程式:直流电动机的基本方程式:(1) (1) 转矩转矩方程式方程式 T KtIa(2)(2) 电势方程式电势方程式 E Ke n (3)(3) 电压平衡方程式电压平衡方程式 UEIaRannTKKRKUnteae 02机电传动控制27我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物nnTKKRKUnteae 02 大的为大的为特性,倾斜程度特性,倾斜程度, 小的为小的为特性,倾斜程度特性,倾斜程度。ateRKK
16、nTdndT2100 )(2teaKKR 机电传动控制28我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物nnTKKRKUnteae 02(见第(见第4 4章)章)电动机运行时转速的电动机运行时转速的稳定程度的技术指标稳定程度的技术指标 大的为大的为特性,倾斜程度特性,倾斜程度, 小的为小的为特性,倾斜程度特性,倾斜程度。机电传动控制29我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 电枢电路电阻电枢电路电阻 RRa
17、,( (附加附加Rad0) ) 电枢电压电枢电压 UUN, 磁通磁通 N 时的机械特性称为时的机械特性称为 由于由于Ra 很小,很小, 转矩转矩T 增大时,增大时,n 下降很小,所以下降很小,所以TKKRKUnNteaNeN2 2aeetRUnTKK K机电传动控制30我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物人为地改变三个量人为地改变三个量U、Ra之一而其他量不变时,之一而其他量不变时,可以改变特性曲线形状,得到的机械特性称人为机械特性。可以改变特性曲线形状,得到的机械特性称人为机械特性。 时的人为
18、机械特性时的人为机械特性 时的人为机械特性时的人为机械特性 时的人为机械特性时的人为机械特性 电动机启动、调速、制动的方法就是利用人为机械特性。电动机启动、调速、制动的方法就是利用人为机械特性。 改变外加电压和励磁电流的方向都可改变电动机的转向。改变外加电压和励磁电流的方向都可改变电动机的转向。TKKRKUnteae2 根据机械特性表达式根据机械特性表达式: :机电传动控制31我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 电枢串电阻时的人为机械特性电枢串电阻时的人为机械特性保持保持UUN、N不变,不变,
19、只在电枢回路中只在电枢回路中串入电阻串入电阻Rad的人为特性:的人为特性:特点:特点:(1)n0 不变,不变,变小;变小;(2)Rad 越大,特性越软。越大,特性越软。( (Rad1Rad2) )TKKRKUnNteaNeN2 TKKRRKUnNteadaNeN2 机电传动控制32我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 降低电枢电压时的人为机械特性降低电枢电压时的人为机械特性特点:(特点:(1)n0 随随 U 变化;变化; (2)U 不同,曲线不同,曲线 是一组平行线。是一组平行线。保持保持RRa
20、、N不变,不变,只改变电枢电压只改变电枢电压U的人为特性:的人为特性: ( (UNU1U2) )TKKRKUnNteaNe2 TKKRKUnNteaNeN2 机电传动控制33我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物( (N12) ) 减弱励磁磁通时的人为机械特性减弱励磁磁通时的人为机械特性保持保持RRa、 UUN不变,不变,只改变励磁回路调节电阻只改变励磁回路调节电阻Rf的人为特性。的人为特性。 增大励磁电阻增大励磁电阻, , 即减少励磁电流时,即减少励磁电流时, 使磁通使磁通减少。减少。 特点:(
21、特点:(1)弱磁,)弱磁,n0 增大;增大; (2)弱磁,)弱磁,减小。减小。TKKRKUnteaeN2 TKKRKUnNteaNeN2 机电传动控制34我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物TKKRKUnNteaNeN2 三种人为机械特性的比较三种人为机械特性的比较 Rad1Rad2电枢串电阻电枢串电阻 UNU1U2降低电枢电压降低电枢电压 N12减弱励磁磁通减弱励磁磁通TKKRKUnteaeN2 TKKRKUnNteaNe2 TKKRRKUnNteadaNeN2 机电传动控制35我吓了一跳,蝎
22、子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物l直流他励电动机的启动特性直流他励电动机的启动特性 降压启动降压启动 电枢电路串电阻启动电枢电路串电阻启动l直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性 改变电枢电压调速改变电枢电压调速 改变励磁磁通调速改变励磁磁通调速 电枢电路串电阻调速电枢电路串电阻调速l直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性 反馈制动反馈制动 正向反馈制动正向反馈制动 反向反馈制动反向反馈制动 反接制动反接制动 电源反接制动电源反接制动 倒拉反接制动倒拉反接制动 能耗制动能耗制动 反抗性
23、恒转矩负载反抗性恒转矩负载 位能性恒转矩负载位能性恒转矩负载TKKRKUnNteaNeN2 机电传动控制36我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物TKKRRKUnNteadaNeN2电枢串电阻时电枢串电阻时直流他励电动机直流他励电动机电路原理图电路原理图TKKRKUnNteaNe2降低电枢电压时降低电枢电压时TKKRKUnteaeN2减弱励磁磁通时减弱励磁磁通时机电传动控制37我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边
24、有一个活的生物 起动过程:起动过程:电动机接上电源从静止状态转动起来到达稳态运行的过程。电动机接上电源从静止状态转动起来到达稳态运行的过程。 起动要求:起动要求: 起动转矩起动转矩 Tst 要足够大要足够大 因因Tst足够大,使足够大,使TstTL,加速度,加速度( (dn/ /dt) )0,保证电动,保证电动 机能起动,且使起动过程时间较短,从而提高生产效率;机能起动,且使起动过程时间较短,从而提高生产效率; 起动电流起动电流 Ist 不要太大不要太大 因因 Ist 太大,会造成换向困难,产生强烈火花,太大,会造成换向困难,产生强烈火花, 而且与此电流成正比的转矩还会产生较强的转矩冲击,而且
25、与此电流成正比的转矩还会产生较强的转矩冲击, 可能损坏拖动系统的传动机构。可能损坏拖动系统的传动机构。 也就是起动转矩也就是起动转矩 Tst 不能太大。不能太大。机电传动控制38我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 起动方法:起动方法:直流他励电动机起动时,必须先建立起磁场,直流他励电动机起动时,必须先建立起磁场,即先加励磁电压、通励磁电流,再加电枢电压。即先加励磁电压、通励磁电流,再加电枢电压。 由转矩方程式由转矩方程式TKtIa可知,起动转矩可知,起动转矩Tst=KtIst。 为了使为了使T
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