自動控制元件及線路_第1頁
自動控制元件及線路_第2頁
自動控制元件及線路_第3頁
自動控制元件及線路_第4頁
自動控制元件及線路_第5頁
已閱讀5頁,還剩5頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、緒論1.控制元件的分類: 按功能分類:執(zhí)行元件、放大元件、測量元件、補償元件執(zhí)行元件:功能是驅(qū)動控制對象,控制或改變被控量(輸出量)。(電機)執(zhí)行元件-它是控制系統(tǒng)最基本的組成部分。常見的執(zhí)行元件有:電動機、液壓馬達或氣動馬達。其中應(yīng)用最廣的是電動機。系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求是:(1)具有良好的靜特性;(2)快速響應(yīng)的動態(tài)特性;測量元件:功能是將被測量檢測出來并轉(zhuǎn)換成另一種容易處理和使用的量(例如電壓)。(電位器)。測量元件一般稱為傳感器,過程控制中又稱為變送器。放大元件:功能是將微弱信號放大,分為前置放大元件和功率放大元件兩種。功率放大元件的輸出信號具有較大的功率,可以直接驅(qū)動執(zhí)行元件。補償

2、元件(校正元件):為了確保系統(tǒng)穩(wěn)定并使系統(tǒng)達到規(guī)定的精度指標和其他性能指標,控制系統(tǒng)的設(shè)計者增加的元件。作用是改善系統(tǒng)的性能,使系統(tǒng)能正??煽康毓ぷ鞑⑦_到規(guī)定的性能指標。2.從物理角度,磁場是由電流產(chǎn)生的。磁場與電流的關(guān)系由安培環(huán)路定律(全電流定律)定律描述。3.描述 H 與 I 的關(guān)系。4.電磁感應(yīng)定律說明變化的磁場,可以產(chǎn)生電勢,以及電流。電磁力(力矩)是由磁場產(chǎn)生的。第一章 電動機及其控制1直流電機基本結(jié)構(gòu):按運動狀態(tài):定子和轉(zhuǎn)子兩部分。按功能:磁極、電樞繞組、換向器和電刷(功能將電刷上的直流變?yōu)槔@組內(nèi)部的交流)三部分。磁極在定子上,電樞繞組在轉(zhuǎn)子上。換向器在轉(zhuǎn)子上,電刷在定子上。2.鐵

3、磁物質(zhì)的特點有哪些?1)磁導(dǎo)率m 大,是真空磁導(dǎo)率 m0 的20006000倍。2)m 不是恒量,隨磁場強度H變化。3)存在一個臨界溫度居里點 ,高于此溫度時,磁導(dǎo)率降到真空磁導(dǎo)率 。 3.絕對磁滯回線曲線圖形兩個物理量是什么?Br :剩磁磁密(簡稱剩磁)Hc :矯頑磁力。4、鐵耗主要包括是哪個方面的什么損耗?磁滯損耗加渦流損耗。5.直流電機工作原理6.電磁力定律 :大?。?方向: 左手定則 電磁感應(yīng)定律:大小: 方向: 右手定則 7.電動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的條件是什么?同性磁極下電流相同。異性(相鄰)磁極下電流相反。直流電機要保持恒定方向轉(zhuǎn)矩的條件:每個磁極下導(dǎo)體的電流方向應(yīng)保持不變。8.直流電機的

4、電磁轉(zhuǎn)矩為當磁通為常值時該式可寫為 Kt 轉(zhuǎn)矩靈敏度,或稱轉(zhuǎn)矩系數(shù)9.電樞反電勢 Ke :反電勢系數(shù)10.轉(zhuǎn)矩平衡方程式動態(tài)轉(zhuǎn)矩平衡方程式靜態(tài)轉(zhuǎn)矩平衡方程式11.動態(tài)電壓平衡方程式靜態(tài)電壓平衡方程式12機電時間常數(shù) 電磁時間常數(shù)第二章 變壓器一、 變壓器的基礎(chǔ)知識1、變壓器的主要部件是什么?鐵心和繞組2、變壓器的工作原理是什么?變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓,產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通,在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢。只要一、二次繞組的匝數(shù)不同,就能達到改變壓的目的。3、變壓器的原副邊線圈的電壓比與線圈匝數(shù)比關(guān)系?原副邊線圈的電流

5、比與線圈匝數(shù)比關(guān)系?變壓器的原副邊線圈的電壓比與線圈匝數(shù)成正比,原副邊線圈的電流比與線圈匝數(shù)成反比關(guān)系4、變壓器的原副邊線圈的感應(yīng)電動勢的表達式是什么?例題:一臺電源變壓器, ,空載時測得副邊電壓 ,并測得,得, , , 。試求副邊接 電阻負載時的原副邊電流并比較空載和負載時的變化(計算中忽略抗阻)。第3章 異步電動機及其控制3.1 異步電動機的結(jié)構(gòu)特點和工作原理交流電動機 定子鐵心、定子繞組 三相,兩相,單相。轉(zhuǎn)子:鼠籠式,繞線式。轉(zhuǎn)子速度小于磁場轉(zhuǎn)速:異步電機。異步電動機的工作原理: 旋轉(zhuǎn)磁場加閉合的轉(zhuǎn)子繞組。定性的說明:兩相電流通入兩相繞組,三相電流通入三相繞組,都產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。異步電動

6、機的工作原理: 兩相或三相電流,通入兩相或三相繞組,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,帶動鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。關(guān)于磁場轉(zhuǎn)動速度的補充說明: 該轉(zhuǎn)速是磁場相對于繞組的轉(zhuǎn)動速度。3.2 交流繞組磁場的分析按照單相繞組的安裝結(jié)構(gòu)不同,可以分為集中繞組和分布繞組。單相集中繞組的交流磁勢是方波,位置固定,振幅的大小和正負隨時間做周期變化,頻率與電流相同。 單相分布繞組的交流磁勢是階梯波,形成一種脈振磁勢。3.3 異步電動機的主要特性3.3.1 基本方程 一、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率 設(shè)電機轉(zhuǎn)速為 n, 磁場(同步)轉(zhuǎn)速為 ns 。轉(zhuǎn)差率: 轉(zhuǎn)子電流磁場。當轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對轉(zhuǎn)速為 ?相當于轉(zhuǎn)子不動而旋轉(zhuǎn)磁場以sns的速度方向同方向旋轉(zhuǎn),故

7、轉(zhuǎn)子電流頻率:轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢相對于轉(zhuǎn)子的速度為 轉(zhuǎn)子自身以轉(zhuǎn)速n 向同方向旋轉(zhuǎn),故轉(zhuǎn)子電流的旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)子和定子電流的旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速相同3.4 三相異步電動機定子繞組是三相對稱繞組,使用三相電源。轉(zhuǎn)子有鼠籠型和繞線式兩種。一、功率與轉(zhuǎn)矩 異步電動機的輸入功率 定子一相繞組的電壓、電流、功率因數(shù)。m1:定子相數(shù)電磁功率:通過電磁感應(yīng)借助氣隙磁場實現(xiàn)功率傳遞。由等效電路,輸入功率減去r1、rm消耗的功率,就是傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率: 轉(zhuǎn)子電阻消耗的功率也是電磁功率。轉(zhuǎn)子電阻 電磁功率: 轉(zhuǎn)軸上的機械功率Pm:輸入給轉(zhuǎn)子的電磁功率減去轉(zhuǎn)子銅損耗PCu2。由等效電路和Pem: 由等效電路

8、和Pem: 電機轉(zhuǎn)軸上的機械功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系 電機轉(zhuǎn)矩 二、異步電動機的機械特性機械特性:以電壓為參變量,電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s(或轉(zhuǎn)速n)之間的關(guān)系。表達式:用轉(zhuǎn)差率 s 比用 n 簡潔。曲線:電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都以磁場轉(zhuǎn)速為正向。 三、三相異步電動機的調(diào)速1、調(diào)速方法 變頻調(diào)速改變供電頻率的調(diào)速方法稱為變頻調(diào)速。當 p 、s 不變,變 f1,轉(zhuǎn)速 n 變。優(yōu)點:調(diào)速性能好,可與直流電動機相媲美,是目前應(yīng)用最廣的交流調(diào)速方式。缺點:專用設(shè)備變頻調(diào)速器。第四章 小功率同步電動機4.1 同步電動機的構(gòu)造和分類1、 主要種類(1) 按能量轉(zhuǎn)換的方式不同:同步發(fā)動機、同步電動機。 (2) 按相數(shù)的不同:

9、三相、單相。 (3) 按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同:隱極式、凸極式。(4) 按轉(zhuǎn)子所用材料的不同:永磁式、磁阻式、磁滯式。4.2 永磁式同步電動機2、分析同步電動機產(chǎn)生“失步”原因 (1) 轉(zhuǎn)子本身存在慣性; (2) 定、 轉(zhuǎn)子磁場之間轉(zhuǎn)速相差過大。3 、同步電機的起動方法1.輔助電動機起動法2.變頻起動法3.異步起動法例題1:已知一臺三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機銘牌數(shù)據(jù):,,在額定轉(zhuǎn)速下運行時,,忽略附加損耗,當電動機額定運行時,求:電磁功率,轉(zhuǎn)子銅耗,電磁轉(zhuǎn)矩,輸出轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩。解:由額定轉(zhuǎn)速可知,該電動機同步轉(zhuǎn)速,所以該電動機的額定轉(zhuǎn)差率為由及,知,所以額定電磁轉(zhuǎn)矩額定輸出轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩例題2:一臺50H

10、z的三相異步電動機,額定轉(zhuǎn)速為 空載轉(zhuǎn)差率為 試求:(1)該電動機的極對數(shù);(2)同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場的速度) ;(3)實際空載轉(zhuǎn)速;(4)額定負載時的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)差頻率。解: 同步轉(zhuǎn)速 則 P=1 P=2 P=3 P=4已知 , 因須小于 ,則 ,實際空載轉(zhuǎn)速為 : 即異步電動機額定運行時的轉(zhuǎn)差率 。轉(zhuǎn)差頻率為 :例題3:某三相異步電動機額定功率 ,額定轉(zhuǎn)速 ,過載倍數(shù) ,起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 若負載轉(zhuǎn)矩 試問能否帶此負載:(1)長期運行;(2)短期運行;(3)直接起動。 解:(1)長期運行; 小于 ,故不能帶此負載長期運行; (2)短期運行; 大于 ,故可以帶此負載短時運行;(3)直接起動: 大于

11、,故可以帶此負載直接起動; 例題1:已知一臺三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機銘牌數(shù)據(jù):,,在額定轉(zhuǎn)速下運行時,,忽略附加損耗,當電動機額定運行時,求:電磁功率,轉(zhuǎn)子銅耗,電磁轉(zhuǎn)矩,輸出轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩。解:由額定轉(zhuǎn)速可知,該電動機同步轉(zhuǎn)速,所以該電動機的額定轉(zhuǎn)差率為由及,知,所以額定電磁轉(zhuǎn)矩額定輸出轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩例題2:一臺50Hz的三相異步電動機,額定轉(zhuǎn)速為 空載轉(zhuǎn)差率為 試求:(1)該電動機的極對數(shù);(2)同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場的速度) ;(3)實際空載轉(zhuǎn)速;(4)額定負載時的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)差頻率。解: 同步轉(zhuǎn)速 則 P=1 P=2 P=3 P=4已知 , 因須小于 ,則 ,實際空載轉(zhuǎn)速為 : 即異步電動機額

12、定運行時的轉(zhuǎn)差率 。轉(zhuǎn)差頻率為 :例題3:某三相異步電動機額定功率 ,額定轉(zhuǎn)速 ,過載倍數(shù) ,起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 若負載轉(zhuǎn)矩 試問能否帶此負載:(1)長期運行;(2)短期運行;(3)直接起動。 解:(1)長期運行; 小于 ,故不能帶此負載長期運行; (2)短期運行; 大于 ,故可以帶此負載短時運行;(3)直接起動: 大于 ,故可以帶此負載直接起動; 例4 一臺電磁式直流伺服電動機,激磁電壓保持恒定。當電樞電壓時,空載轉(zhuǎn)速 ,電樞電流。已知電樞電阻。求當,時的電機轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩及輸出轉(zhuǎn)矩。解:(1)求常數(shù)由式 知(2)求(3)求和空載阻轉(zhuǎn)矩故(4)求例5 一臺永磁直流力矩電動機,轉(zhuǎn)矩靈敏度,摩擦轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)動慣量,電磁時間常數(shù)。連續(xù)堵轉(zhuǎn)時電流,電壓。(1)求電機電感,機電時間常數(shù),連續(xù)堵轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩。(2)當電樞電壓時,求起動時輸出轉(zhuǎn)矩,并求此電壓對應(yīng)的空載轉(zhuǎn)速。

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論