1、机电传动控制 王滔 18774925227; 湖南大学机械与运载工程学院 预修课程要求： 1 、普通物理 2 、电工电子学 教材： 冯清秀，邓星钟等编，机电传动控制（第五版）， 华中科技大学出版社。 考核方法： 总成绩=30% 平时成绩+20% 实验成绩+50% 期末考试 成绩 课件（每次课后上传）： 账号： ；密码：112358第一章 概述 1.1 机电传动控制的目的和任务 1.2 机电传动控制的应用 1.3 机电传动控制的发展概况 1.4 课程的性质和任务 1.5 课程的内容安排 1.6 对本课程学习的基本要求1.1 机电传动控制的目的和任务 1、传动方式回顾 机械传动 以齿轮传动为例
2、，效率高、可靠性高、不适合远距离传动 液压传动 功率密度大、易于直线运动、效率低、对温度敏感 气压传动 介质易获得、无污染、易压缩导致刚度差、适合小功率 电气传动（机电传动） 效率高、精度高、无污染、功率密度低于液压、可靠性低于机械机电系统完成生 产任务的基础 驱动运动部件的原动机 （这里指的是各种电动机） 之总称 控制电动机的系统 驱动生产机械的电动机和控制 电动机的一整套电气系统 机电传动：以电动机为原动机驱动生产机械运行的系统之总称。 1.1 机电传动控制的目的和任务 2、机电传动控制系统组成1.1 机电传动控制的目的和任务 3、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
3、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。 4、机电传动控制的目的 从广义上讲， 就是要使生产设备 、生产线、车间乃 至整个工厂都实现 自动化。 从狭义上讲，则指控制电动机驱 动生产机械，实现生产产品数量的增 加（效率）、质量的提高（精度）、 生产成本的降低、工人劳动条件的改 善以及能量的合理利用等。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： 一些精密机床要求加工精度百分之几毫米，甚至几微米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； 轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械，操作频繁，要求在不到 一秒的时间内
4、完成从正转到反转的过程，即要求系统能迅速启动、 制动和反向； 对于电梯和提升机，则要求启动和制动平稳，并能准确地停 止在给定的位置上； 对于冷、热连轧机以及造纸机的个机架或分部，则要求各机架 或各分部的转速保持一定的比例关系进行协调运转； 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。 诸如此类的要求，都要靠电动机及其控制系统来实现。1.2 机电传动控制的应用 家用电器 压缩机电机1.2 机电传动控制的应用 工业生产 平面磨床 织布机1.2 机电传动控制的应用 工业生产 电动机 联轴器 减速器 输入(电动机) 输出(生产机械) 轧钢机1.2 机电传动控制的应用 交通运
5、输1.2 机电传动控制的应用 汽车 (1) 直接相连的电机利用电机作直接驱动如风扇电动机。 (2) 齿轮电机电机输出经过齿轮变速成低速大转矩。如雨刮器电机和车窗电机。 (3) 泵类电机：如驱动真空泵，油泵和气泵。 (4) 特殊用电机 如带机械系统天线电机，反光镜电机，音响用电机，控制电机等。 高级轿车上各种电机总数超过100个 汽车电机可分为四类（除起 动电机、发电机外）： 特斯拉电动车1.2 机电传动控制的应用1.3 机电传动控制的发展概况 传动系统 成组拖动 一台电动机拖动一根天轴（或地轴），然后再 由天轴（或地轴）通过皮带轮和皮带分别拖动多台生产机械。 单电机拖动 一台电动机拖动一台生产
6、机械的各运动部件。 多电机拖动一台生产机械的各个运动部件分别由不同的电 动机来拖动。 生产效率低、劳动条件差、一旦电动机出现故障，将造成成组 的生产机械停车。 较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件较多时， 其传动机构仍十分复杂。 简化了传动机构、控制灵活，便于自动化。1.3 机电传动控制的发展概况 控制系统 1继电器接触器控制：出现在20世纪初，借助于接触器与 继电器，实现对被控对象的启动、停车及有级调速控制，控制速度 慢、精度差。 2电机放大机控制，磁放大器控制，大功率可控制水银整 流器控制： 实现了连续控制，快速性和精度提高。 3晶闸管及其他半导体控制：效率高、反应快、可靠性好
7、 、体积小，实现了变频调速。 4计算机数字控制（CNC）：提高了自动化程度、通用性 和加工效率。柔性制造系统（FMS）由数控机床、工业机器人、自动搬 运车等组成的统一由中心计算机控制的机械加工自动线，它是实现 自动化车间和自动化工厂的重要组成部分。 机械制造自动化高级阶段是走向设计、制造一体化，即利用计 算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM）形成产品设计 和制造过程的完整系统，对产品构思和设计直到装配、试验和质量 管理这一全过程实现自动化。 为了实现制造过程的高效率、高柔性、高质量，研制计算机集 成制造系统（CIMS）是人们现在的任务。1.4 课程的性质和任务 机电一体化 1.1 机
8、电一体化技术产品的组成要素 传感器 执行 机构 信息处理 机械本体1.4 课程的性质和任务 mechanics （机械） electronics （电子） mechatronics （机电一体化） 课程在机电一体化系列课程的位置 弱电控制 强电控制 电机学 伺服驱动 继电器 PLC 控制系统课程的性质 本课程是工业电气自动化、机电一体化、机械设计制 造及自动化等专业的一门专业基础课。它是将电机学、机 电传动、控制电机等课程有机结合而成的一门课。具有良 好系统性和实用性。 课程的任务 通过本课程和机电综合实验的学习，使学生掌握交直 流电机及控制电机的基本结构和工作原理，以及机电传动 的运行性能、分析计算、电机与控制系统选择、为后继学 习和工作准备必要的知识。 1.4 课程的性质和任务1.5 课程的内容安排 1、机电传动系统的动力学基础 2、直流电机的工作原理及特性 3、交流电动机的工作原理及特性 4、控制电动机 5、继电器- 接触器控制 6、可编程控制器原理与应用1. 了解机电传动控制系统的组成和基本规律； 2. 掌握常用电机的工作原理和主要特性，掌握 其使用与选用；（什么场合用什么电机？如 何启动？如何调速？如何制动？） 3. 掌握继电器接触器、可编程序控制器的工 作原理，学会用他们来实现生产过程的自动 控制。 1.6 对本课程学习的基本要求
