機(jī)電傳動(dòng)控制(第5版)-1

1、成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1 1機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制第五版第五版普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2 2第一章第一章 概述概述1.1 1.1 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的目的、任務(wù)和組成機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的目的、任務(wù)和組成1.2 1.2 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況1.3 1.3 本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、任務(wù)和目標(biāo)本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、任務(wù)和目標(biāo)1.4 1.4 本課程的內(nèi)容安排本課程的內(nèi)容安排成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3 31.1 1.1 機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)一、目的一、目的 將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能（由電動(dòng)機(jī)完成），實(shí)現(xiàn)各

2、將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能（由電動(dòng)機(jī)完成），實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)加工機(jī)械、起重運(yùn)輸裝置的啟動(dòng)、停止、調(diào)速種生產(chǎn)加工機(jī)械、起重運(yùn)輸裝置的啟動(dòng)、停止、調(diào)速和定位控制，滿足生產(chǎn)要求，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。和定位控制，滿足生產(chǎn)要求，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。二、任務(wù)二、任務(wù)1.1.廣義：廣義：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化。2.2.狹義：狹義：控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械、運(yùn)輸裝置，提高控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械、運(yùn)輸裝置，提高 生產(chǎn)、運(yùn)輸效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本生產(chǎn)、運(yùn)輸效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本 勞動(dòng)強(qiáng)度。勞動(dòng)強(qiáng)度。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)4 4龍門銑床龍門銑床成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5 5X6132X613

3、2萬能銑床萬能銑床 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)6 6齒輪加工機(jī)床齒輪加工機(jī)床成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7 7 臥軸矩臺(tái)平面磨床臥軸矩臺(tái)平面磨床 立軸圓臺(tái)平面磨床立軸圓臺(tái)平面磨床 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8 8普通外圓磨床普通外圓磨床成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)9 9研磨機(jī)研磨機(jī)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1010拋光機(jī)拋光機(jī)砂輪機(jī)砂輪機(jī)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1111常用數(shù)控機(jī)床常用數(shù)控機(jī)床成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1212起重裝置起重裝置產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線運(yùn)輸裝置運(yùn)輸裝置成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1313電動(dòng)貨運(yùn)小車電動(dòng)貨運(yùn)小車機(jī)器人機(jī)器人成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1414電梯的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)電梯

4、的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1515 臥式車床的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)臥式車床的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng) 外聯(lián)系傳外聯(lián)系傳動(dòng)進(jìn)給鏈動(dòng)進(jìn)給鏈內(nèi)聯(lián)系內(nèi)聯(lián)系螺紋鏈螺紋鏈主變速機(jī)構(gòu)主變速機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)主換向機(jī)構(gòu)主換向機(jī)構(gòu)掛掛輪輪架架進(jìn)給箱進(jìn)給箱進(jìn)給換進(jìn)給換向機(jī)構(gòu)向機(jī)構(gòu)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1616 數(shù)控機(jī)床的機(jī)電開環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的機(jī)電開環(huán)控制系統(tǒng) 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1717數(shù)控機(jī)床的機(jī)電閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的機(jī)電閉環(huán)控制系統(tǒng)伺服伺服電機(jī)電機(jī)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1818數(shù)控機(jī)床的機(jī)電半閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的機(jī)電半閉環(huán)控制系統(tǒng)伺服伺服電機(jī)電機(jī)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1919三、機(jī)電傳動(dòng)控

5、制系統(tǒng)的一般組成三、機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的一般組成成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)20201.2 1.2 機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)發(fā)展概況機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)發(fā)展概況一、機(jī)電傳動(dòng)方式的發(fā)展一、機(jī)電傳動(dòng)方式的發(fā)展成組拖動(dòng)：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)設(shè)備成組拖動(dòng)：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)設(shè)備單機(jī)拖動(dòng)：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)設(shè)備單機(jī)拖動(dòng)：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)設(shè)備多機(jī)拖動(dòng)：多臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)設(shè)備多機(jī)拖動(dòng)：多臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)設(shè)備成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2121二、機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展二、機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展1 1、繼電器、繼電器接觸器控制接觸器控制 采用有觸點(diǎn)的電磁式開關(guān)電器，控制電動(dòng)機(jī)的啟采用有觸點(diǎn)的電磁式開關(guān)電器，控制電動(dòng)機(jī)的啟停

6、、正反轉(zhuǎn)和有級(jí)調(diào)速。具有成本低、線路繁雜、故停、正反轉(zhuǎn)和有級(jí)調(diào)速。具有成本低、線路繁雜、故障率高、響應(yīng)速度慢、調(diào)速范圍小、控制精度低等特障率高、響應(yīng)速度慢、調(diào)速范圍小、控制精度低等特點(diǎn)。目前普通機(jī)床仍采用這種控制方式。點(diǎn)。目前普通機(jī)床仍采用這種控制方式。2 2、電機(jī)放大機(jī)控制、電機(jī)放大機(jī)控制 采用電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或大功率水銀整流器，根據(jù)采用電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或大功率水銀整流器，根據(jù)發(fā)出的指令和運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)偏差自動(dòng)調(diào)節(jié)控制對(duì)象。發(fā)出的指令和運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)偏差自動(dòng)調(diào)節(jié)控制對(duì)象。使得控制精度和可靠性有所提高，但是系統(tǒng)體積龐大、使得控制精度和可靠性有所提高，但是系統(tǒng)體積龐大、成本高。目前已被淘汰。成本高。

7、目前已被淘汰。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2222CA6140CA6140臥式車床電氣控制原理圖臥式車床電氣控制原理圖成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2323Z3050Z3050搖臂鉆床的電氣控制原理圖搖臂鉆床的電氣控制原理圖成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)24243 3、半導(dǎo)體器件控制、半導(dǎo)體器件控制 采用無觸點(diǎn)的大功率晶體管和晶閘管取代發(fā)電機(jī)采用無觸點(diǎn)的大功率晶體管和晶閘管取代發(fā)電機(jī)和水銀整流器，大大減少系統(tǒng)的重量、體積和成本，和水銀整流器，大大減少系統(tǒng)的重量、體積和成本，也提高了系統(tǒng)的可靠性。也提高了系統(tǒng)的可靠性。4 4、數(shù)字控制（、數(shù)字控制（NCNC） 繼電器、晶閘管、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)有機(jī)結(jié)合繼電器、晶

8、閘管、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)有機(jī)結(jié)合在一起構(gòu)成新型的控制系統(tǒng)，如工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、可在一起構(gòu)成新型的控制系統(tǒng)，如工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、可編程控制器（編程控制器（PLCPLC）、單片機(jī)為核心的電子控制單元等）、單片機(jī)為核心的電子控制單元等等。采用軟件替代部分甚至大部分硬件的控制功能，等。采用軟件替代部分甚至大部分硬件的控制功能，大大減化了系統(tǒng)的繁雜程度，提高了系統(tǒng)的靈活性。大大減化了系統(tǒng)的繁雜程度，提高了系統(tǒng)的靈活性。提高了控制精度和調(diào)速范圍。降低了設(shè)備故障率。提高了控制精度和調(diào)速范圍。降低了設(shè)備故障率。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2525成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2626 機(jī)床 I/O 電路和裝置測(cè)量裝置主軸驅(qū)

9、動(dòng)裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置主軸伺服單元主軸伺服單元 進(jìn)給伺服單元計(jì)算機(jī)數(shù) 控裝 置操作面板PLC計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)機(jī) 床床輔助控制機(jī)構(gòu)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)鍵盤輸入輸出輸入輸出 設(shè)備設(shè)備 數(shù)控機(jī)床的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2727常見數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)實(shí)物常見數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)實(shí)物電氣控制柜電氣控制柜數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)電機(jī)、限位、回零開關(guān)電機(jī)、限位、回零開關(guān)、反饋裝置、反饋裝置 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2828三、機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)三、機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)字化數(shù)字化 多功能化多功能化 小型化小型化 智能化智能化 網(wǎng)絡(luò)

10、化網(wǎng)絡(luò)化成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2929現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3030四、電機(jī)四、電機(jī)種種類類成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3131常見的電機(jī)調(diào)速控制技術(shù)常見的電機(jī)調(diào)速控制技術(shù)直流直流電機(jī)電機(jī)調(diào)速調(diào)速有級(jí)調(diào)速：串聯(lián)電阻有級(jí)調(diào)速：串聯(lián)電阻 無級(jí)調(diào)速：調(diào)壓、調(diào)磁、無級(jí)調(diào)速：調(diào)壓、調(diào)磁、PWM PWM 交流交流電機(jī)電機(jī)調(diào)速調(diào)速有級(jí)調(diào)速：變磁極、變轉(zhuǎn)差率有級(jí)調(diào)速：變磁極、變轉(zhuǎn)差率無級(jí)調(diào)速：無級(jí)調(diào)速：變頻變頻 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)32321.3 1.3 本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、任務(wù)和目標(biāo)本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、任務(wù)和目標(biāo)一、主要學(xué)習(xí)內(nèi)容和任務(wù)一、主要學(xué)習(xí)內(nèi)容和任務(wù)1.

11、1.熟練掌握常用的直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)的工作原熟練掌握常用的直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)的工作原理、工作特性及控制方法。理、工作特性及控制方法。2.2.掌握常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理、掌握常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理、工作特性及控制方法。工作特性及控制方法。3.3.熟悉可控整流、逆變和熟悉可控整流、逆變和PWMPWM控制等電力電子基礎(chǔ)知識(shí)?？刂频入娏﹄娮踊A(chǔ)知識(shí)。4.4.理解電機(jī)種類、技術(shù)參數(shù)的選用原則和方法。理解電機(jī)種類、技術(shù)參數(shù)的選用原則和方法。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3333二、主要目標(biāo)二、主要目標(biāo)1.1.熟悉常用各類電動(dòng)機(jī)的工作特性、適用范圍、控制熟悉常用各類電動(dòng)機(jī)的

12、工作特性、適用范圍、控制方法和控制要求。方法和控制要求。2.2.根據(jù)工作要求、環(huán)境狀況、運(yùn)行條件、性價(jià)比等多根據(jù)工作要求、環(huán)境狀況、運(yùn)行條件、性價(jià)比等多種因素，合理選用電動(dòng)機(jī)的種類及規(guī)格。合理選擇種因素，合理選用電動(dòng)機(jī)的種類及規(guī)格。合理選擇電動(dòng)機(jī)的控制方式。電動(dòng)機(jī)的控制方式。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)34341.4 1.4 本課程的進(jìn)度安排本課程的進(jìn)度安排 課程重點(diǎn)內(nèi)容課程重點(diǎn)內(nèi)容 理論課進(jìn)度安排理論課進(jìn)度安排 實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容及安排實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容及安排成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3535一、課程重點(diǎn)內(nèi)容一、課程重點(diǎn)內(nèi)容章節(jié)章節(jié)內(nèi)容內(nèi)容重要程度重要程度第一章第一章 概述概述第二章第二章 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基

13、礎(chǔ)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第三章第三章 直流電機(jī)的工作原理及特性直流電機(jī)的工作原理及特性第四章第四章 交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章第五章 控制電動(dòng)機(jī)控制電動(dòng)機(jī)第六章第六章 繼電器繼電器- -接觸器控制系統(tǒng)接觸器控制系統(tǒng)第七章第七章 可編程程序控制器可編程程序控制器第八章第八章 電力電子學(xué)基礎(chǔ)電力電子學(xué)基礎(chǔ)第九章第九章 直流調(diào)速系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3636章節(jié)章節(jié)內(nèi)容內(nèi)容重要程度重要程度第十章第十章交流自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)交流自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)第十一章第十一章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3737二、理論課進(jìn)度安排二、理

14、論課進(jìn)度安排次數(shù)次數(shù)課時(shí)課時(shí)內(nèi)容內(nèi)容第第1 1次上課次上課2 2第第1 1、2 2章章第第2 2次上課次上課2 2第第3 3章章第第3 3次上課次上課2 2第第3 3章章第第4 4次上課次上課2 2第第4 4章章第第5 5次上課次上課2 2第第4 4章章第第6 6次上課次上課2 2第第5 5章章第第7 7次上課次上課2 2第第5 5章章第第8 8次上課次上課2 2第第8 8章章第第9 9次上課次上課2 2第第8 8章章成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3838二、理論課進(jìn)度安排二、理論課進(jìn)度安排次數(shù)次數(shù)課時(shí)課時(shí)內(nèi)容內(nèi)容第第1010次上課次上課2 2第第8 8章章第第1111次上課次上課2 2第第8 8章章第第1212次上課次上課2 2第第9 9章章第第1313次上課次上課2 2第第9 9章章第第1414次上課次上課2 2第第1010章章第第1515次上課次上課2 2第第1111章章第第1616次上課次