,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一讲 概述,*,电机与控制,任课教师：杨鹏程,11/18/2024,1,第一讲 概述,任课教师,：,杨鹏程,联系方式：,考核方法：,考查，平时成绩（,30%,）和期末考试成绩（,70%,）,课时：,32,学时,上课时间：,116,周,答疑时间,11/18/2024,2,第一讲 概述,课程内容及时间分配,直流电机特性,交流电机特性,直流电机系统,交流电机特性,11/18/2024,3,第一讲 概述,学习方法,注重“三基”：基本理论、基本知识、基本技能,淡化死记硬背，注重特点、用法,体会由学习方法，到领会方法论,11/18/2024,4,第一讲 概述,1.1,电机定义,一种以磁场作为中间媒介的双向能量转换装置，用于机械能和电能之间的转换，电能形式的变换和信号的传递、变换。,11/18/2024,5,第一讲 概述,电动机分类,直流电动机,交流电动机：,交流同步电动机和交流异步电动机,特种电动机,11/18/2024,6,第一讲 概述,电机历史,不断发展至今,1888,年，特斯拉,19,世纪,70,年代，爱迪生,1831,年，法拉第,更好的铁磁和绝缘材料,更好的制造技术,更高的控制水平,三相感应电动机,功率分配和电网概念,商用直流发电机,盘式电机,11/18/2024,7,第一讲 概述,电动机速度控制,电机调节,发电机的励磁调节,11/18/2024,8,第一讲 概述,0.2,电动机的速度控制,1,满足运行及生产工艺要求,2,实现调速节能,例如：车床、电动车 例如：风机、水泵,11/18/2024,9,第一讲 概述,直流调速,2,良好的控制性能,快速的动态响应,优点,不足,机械换向器结构复杂，需常维护，影响可靠性；,运行中电刷易产生火花，应用范围受限,难以制造大容量、高转速及高电压直流电机,11/18/2024,10,第一讲 概述,交流调速,2,结构简单，造价低廉，制造方便，坚固耐用，运行可靠,能够制造大容量的电机,优点,不足,调速、控制比较困难；,11/18/2024,11,第一讲 概述,30,年代,50,年代,70,年代,80,年代,Phase 3,至今,电磁装置、闸流管等耗费电能效率低下,晶闸管弱电控制强电更加方便高效,高频自关断器件,PWM,技术的成熟和应用,功率集成电路,PIC,智能化的电力电子模块器件,微处理器、微控制器硬件标准可靠性高,;,控制灵活,;,复杂策略,交流电机调速技术的发展,11/18/2024,12,第一讲 概述,电机控制技术的发展方向,变流装置,控制策略,全数字化,智能控制,1,、,PWM,整流技术；,2,、新型单位功率因数变流器（如矩阵式交,-,交变换器）,1,、直接转矩控制；,2,、无速度传感器控制技术,1,、精简指令计算机（,RISC,）；,2,、高级专用集成电路（,ASIC,）,3,、,DSP+FPGA+IPM,1,、模糊控制；,2,、人工神经元控制；,3,、专家系统等,11/18/2024,13,第一讲 概述,1.2,电力传动系统,11/18/2024,14,第一讲 概述,电力传动系统框图,11/18/2024,15,第一讲 概述,目标及指标要求,基本功能：启动、稳定运行、调速、制动、停车；,精度、稳定、可靠,调速性能、位置精度,效率、节能、电能质量,软启动器、变频调速、滤波、无功补偿,11/18/2024,16,第一讲 概述,电力传动系统分类,电机类型：直流和交流,机组形式：单台、成组多机传动系统,运动方式：单方向运转不可逆、双方向 运转的可逆传动系统,用途形式：主传动、辅助传动系统,11/18/2024,17,第一讲 概述,电力传动系统发展,11/18/2024,18,第一讲 概述,1.3,电力传动系统的运动方程,运动方程,：,转动惯量表示为：角速度：,运动方程,：,转动惯量表示为：角速度：,11/18/2024,19,第一讲 概述,电力传动系统状态,1,）,T,T,L,时，,dn,/,dt,0,，系统加速,2,）,T,T,L,时，,dn,/,dt,0,，系统减速,3,）,T,=,T,L,时，,dn,/,dt,=0,，系统状态取决于,n,n=,常值，稳速运转状态；,n=0,，静止状态,11/18/2024,20,第一讲 概述,电力系统等效折算,等效折算原则：,折算前后两系统传送功率、储存动能相同,平衡工作点折算到电动机轴或工作机械,11/18/2024,21,第一讲 概述,负载转矩折算,制动时：,根据功率平衡原理：,旋转运动,平移运动,升降运动,11/18/2024,22,第一讲 概述,转动惯量折算,根据能量守恒原理：,11/18/2024,23,第一讲 概述,飞轮矩折算,折算原则：动能不变,转动惯量折算结果：,转动惯量表示为,负载飞轮矩折算结果：,传动系统总飞轮矩：,11/18/2024,24,第一讲 概述,1.4,电力传动系统的机械特性,负载特性,恒转矩,负载,泵类,负载,恒功率,负载,粉滞摩,擦负载,负载特性,：生产机械的负载转矩与转速的关系,11/18/2024,25,第一讲 概述,反抗性恒转矩负载,负载转矩恒定不变，与负载转速无关。,特点：负载转矩方向总与运动方向相反。,例如：摩擦负载,机床刀架平移运动、地铁列车等,反抗性恒转矩负载（,a,）示意图（,b,）特性图,11/18/2024,26,第一讲 概述,位能性恒转矩负载,负载转矩恒定不变，与负载转速无关。,特点：负载转矩大小方向固定不变，且与转速方向无关。,例如：电梯起重机,可分为拖动性负载和制动性负载,位能性恒转矩负载（,a,）示意图（,b,）特性图,11/18/2024,27,第一讲 概述,通风机及泵类负载,通风机、水泵、油泵等这类流体负载，其特点：负载转矩与转速的二次方成正比，即,例如：潜艇的螺旋桨,11/18/2024,28,第一讲 概述,恒功率负载,针对机床切削类负载，特点：转矩与转速成反比,11/18/2024,29,第一讲 概述,粘滞摩擦负载,特点：负载转矩与转速成正比，方向为阻碍运动方向,11/18/2024,30,第一讲 概述,电动机机械特性,定义：转速与转矩之间的关系曲线,固有机械特性,：,在额定条件下的机械特性,人为机械特性,：改变条件后的机械特性,11/18/2024,31,第一讲 概述,电力传动系统稳定运行条件,必要条件：,充分条件：,11/18/2024,32,第一讲 概述,驱动电机详细分类,11/18/2024,33,第一讲 概述,课后作业,18,页习题,下周二上午,10,点交机电教研室,11/18/2024,34,第一讲 概述,谢谢！,11/18/2024,35,第一讲 概述,