机电传动控制 (第五版)
课程性质:必修课,专业基础课程,电类。 前修课程:高等数学、模拟电路、数字电路、微型计算 机等 学时:64学时。 教材:机电传动控制,冯清秀等主编,第5版,华 中科技大学出版社出版。 实验教材:机电传动控制实验,冯清秀等主编,华中科 技大学出版社出版
基础知识:机电传动系统动力学基础 电力电子技术 机电传动(电力拖动):直流电动机 交流电动机 控制电动机 课程内容 控制系统:继电器接触器控制 可编程控制器 调速控制系统:直流调速系统 交流调速系统 步进电动机控制系统
第一章概述 1. 1机电传动控制的目的与任务 驱动生产运动部件的原动 一、机电系统的组成 机(这里指的是各种电动 机)之总称 电力拖 动或机 机械 电传动 机电系统完成生 机电传动控制 --------- 产任务的基础 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
二、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。 三、机电传动控制的目的 从广义上讲, 从狭义上讲,则指控制电动机驱 就是要使生产设备 动生产机械,实现生产产品数量的增 、生产线、车间乃 加(效率)、质量的提高(精度)、 至整个工厂都实现 生产成本的降低、工人劳动条件的改 自动化。 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。 精密机床要求加工精度百 重型镗床为保证加工精度和 分之几毫米,甚至几微米; 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 轧钢车间的可逆式轧机及 围; 其辅助机械,操作频繁,要求 冷、热连轧机以及造纸机的 在不到一秒的时间内完成从正 个机架或分部,则要求各机架或 转到反转的过程,即要求系统 各分部的转速保持一定的比例关 能迅速启动、制动和反向; 系进行协调运转; 电梯和提升机则要求启动 为了提高效率,由数台或十 和制动平稳,并能准确地停止 几台设备组成的生产自动线,要 在给定的位置上; 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机电传动控制的发展 机电传动控制的发展可从机电传动和控制系统两方面来讨论。 一、机电传动的发展 成组拖动一一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。 特点是生产效率低、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; 单电机拖动—一一台电动机拖动一台生产机械的各运动部件。 这种拖动方式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; 多电机施动一一台生产机械的各个运动部件分别由不同的电 动机来格动
二.机电传动控制系统的发展 随着功率器件、放大器件的不断更新,机电传动控制系统的发 展日新月异,它主要经历了四个阶段: 1.继电器一接触器控制:出现在20世纪初,它仅借助于简单 的接触器器与继电器,实现对控制对象的启动、停车以及有级调速 等控制,它的控制速度慢,控制精度差; 2.电机放大机控制 3.磁放大器控制和大功率可控制水银整流器控制 4.计算机数字控制(CNC):自动化程度、通用性和加工 效率
柔性制造系统(FMS)一由数控机床、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(CMS)是人们现在的任务