任務(wù)2.4電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用

1、任務(wù)任務(wù)2.4電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用用任務(wù)任務(wù)2.4 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用知識(shí)與能力目標(biāo)知識(shí)與能力目標(biāo)熟悉直流電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用熟悉直流電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用1熟悉交流電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用熟悉交流電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用2了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用34了解伺服電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用了解伺服電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用任務(wù)任務(wù)2.4 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用2.4.1 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.1 直流電動(dòng)

2、機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 輸入的直流電能輸入的直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出電磁相互作用電磁相互作用直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)并勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)永磁永磁自勵(lì)自勵(lì)他勵(lì)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)按直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為勵(lì)磁方式分為2.4.1 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 調(diào)節(jié)勵(lì)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流磁電流調(diào)節(jié)電樞調(diào)節(jié)電樞端電壓端電壓調(diào)串入電樞調(diào)串入電樞回路的電阻回路的電阻調(diào)速調(diào)速方法方法直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制可采用電樞電控制可采用電樞電壓極性改變或勵(lì)磁壓極性改變或勵(lì)磁電壓極性改變來(lái)實(shí)電壓極性改變來(lái)實(shí)現(xiàn)，但兩者不能同現(xiàn)，但兩者不能同時(shí)改變，否則電動(dòng)時(shí)改變，否則電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變。

3、機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變。2.4.1 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 2.4.1 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) 應(yīng)用應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 良好的調(diào)速性能良好的調(diào)速性能 較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 過(guò)載能力等過(guò)載能力等 低電壓電路低電壓電路生產(chǎn)機(jī)械生產(chǎn)機(jī)械 電動(dòng)自行車電動(dòng)自行車 電腦風(fēng)扇電腦風(fēng)扇 收錄機(jī)電機(jī)等收錄機(jī)電機(jī)等 大型軋鋼設(shè)備大型軋鋼設(shè)備 大型精密機(jī)床大型精密機(jī)床 礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)礦井卷?yè)P(yáng)機(jī) 電纜設(shè)備電纜設(shè)備 等等2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 交流電動(dòng)機(jī)是利用定子和轉(zhuǎn)子之間的電磁相互作用，交流電動(dòng)機(jī)是利用定子和轉(zhuǎn)子之間的電磁相互作用，將輸入

4、的交流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出的電動(dòng)機(jī)。將輸入的交流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出的電動(dòng)機(jī)。三相交流三相交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)分為分為分為分為單相交流單相交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用很多交流電動(dòng)機(jī)帶減速機(jī)構(gòu)，將轉(zhuǎn)速降到需要的速度并提高轉(zhuǎn)矩輸出。很多交流電動(dòng)機(jī)帶減速機(jī)構(gòu)，將轉(zhuǎn)速降到需要的速度并提高轉(zhuǎn)矩輸出。 三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有良好的工作性能三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有良好的工作性能和較高的性價(jià)比等和較高的性價(jià)比等變頻調(diào)速變頻調(diào)速由于調(diào)速性能優(yōu)越，由于調(diào)速性能優(yōu)越，能平滑調(diào)速、調(diào)速范圍廣及效能平滑調(diào)速、調(diào)速范圍廣及效率高

5、等諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著變頻器率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著變頻器性價(jià)比的提高和應(yīng)用的推廣，性價(jià)比的提高和應(yīng)用的推廣，越來(lái)越成為最有效的調(diào)速方式。越來(lái)越成為最有效的調(diào)速方式。變極調(diào)速變極調(diào)速變頻調(diào)速變頻調(diào)速改變轉(zhuǎn)差改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速率調(diào)速三相異步電動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法機(jī)的調(diào)速方法2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向的改變只需通過(guò)改變交流電動(dòng)機(jī)供電電源的相序即可。當(dāng)然，如果采用變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向均可通過(guò)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)的交流電動(dòng)機(jī)的工作效率較高工

6、作效率較高，又，又沒(méi)有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，沒(méi)有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，噪聲也較小。由于它的一系列優(yōu)噪聲也較小。由于它的一系列優(yōu)點(diǎn)，所以在點(diǎn)，所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)交通運(yùn)輸、國(guó)防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)輸、國(guó)防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備療電器設(shè)備等各方面廣泛應(yīng)用。等各方面廣泛應(yīng)用。特別是中小型軋鋼設(shè)備、礦山機(jī)特別是中小型軋鋼設(shè)備、礦山機(jī)械、機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)械、鼓風(fēng)械、機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)、水泵及農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等機(jī)、水泵及農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等大部分采用三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)拖大部分采用三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)動(dòng)。2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖

7、信號(hào)轉(zhuǎn)變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰频膱?zhí)行機(jī)構(gòu)為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步距角）。根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的度（即步距角）。根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要滿工作原理，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要滿足一定相序的較大電流的脈沖信號(hào)，足一定相序的較大電流的脈沖信號(hào)，生產(chǎn)裝備中使用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)都配備生產(chǎn)裝備中使用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)都配備有專門(mén)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，來(lái)直有專門(mén)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，來(lái)直接控制與驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工作。接控制與驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電

8、動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工作。2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用現(xiàn)在常用的現(xiàn)在常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)永磁式永磁式（PM）反應(yīng)式反應(yīng)式（VR）混合式混合式（HB）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)受脈沖的控制，其步進(jìn)電動(dòng)機(jī)受脈沖的控制，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子的角位移量和轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖角位移量和轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比頻率成正比，可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控，可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，同時(shí)也可以通過(guò)同時(shí)也可以通過(guò)控制脈沖頻率控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)的速度速度和和加速度加速度，

9、從而達(dá)到調(diào)速的目，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性運(yùn)行特性還與其線圈繞還與其線圈繞組的組的相數(shù)相數(shù)和和通電運(yùn)行方式通電運(yùn)行方式有關(guān)。有關(guān)。 2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性不僅與步進(jìn)電動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性不僅與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本身和負(fù)載有關(guān)，而且與配套使用的驅(qū)動(dòng)機(jī)本身和負(fù)載有關(guān)，而且與配套使用的驅(qū)動(dòng)裝置也有著十分密切的關(guān)系?，F(xiàn)在使用的絕裝置也有著十分密切的關(guān)系?，F(xiàn)在使用的絕大部分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置都采用有大部分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置都采用有硬件環(huán)形硬件環(huán)形脈沖分配器脈沖分配器，與，與功率放

10、大器功率放大器集成在一起，共集成在一起，共同構(gòu)成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)同構(gòu)成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)脈沖脈沖分配分配和和功率放大功率放大兩個(gè)功能。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)功能。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置上還設(shè)置有多種功能選擇開(kāi)關(guān)，用于實(shí)裝置上還設(shè)置有多種功能選擇開(kāi)關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)具體工程應(yīng)用項(xiàng)目中驅(qū)動(dòng)器現(xiàn)具體工程應(yīng)用項(xiàng)目中驅(qū)動(dòng)器步距角的細(xì)分步距角的細(xì)分選擇選擇和和驅(qū)動(dòng)電流大小的設(shè)置驅(qū)動(dòng)電流大小的設(shè)置。2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中按照按照步進(jìn)電動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器裝置具和驅(qū)動(dòng)器裝置具體的對(duì)應(yīng)電氣接口體的對(duì)應(yīng)電氣接口關(guān)系連接好硬件線關(guān)系

11、連接好硬件線路路123根據(jù)需要設(shè)置根據(jù)需要設(shè)置好驅(qū)動(dòng)器裝置上步好驅(qū)動(dòng)器裝置上步距角細(xì)分選擇與電距角細(xì)分選擇與電流設(shè)置開(kāi)關(guān)流設(shè)置開(kāi)關(guān)控制器只需要提控制器只需要提供一組控制步進(jìn)電動(dòng)供一組控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和方向的機(jī)轉(zhuǎn)速和方向的mW數(shù)量級(jí)功率的可調(diào)脈數(shù)量級(jí)功率的可調(diào)脈沖序列就可驅(qū)動(dòng)電動(dòng)沖序列就可驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作機(jī)工作步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 應(yīng)用應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)但是對(duì)于工但是對(duì)于工作精度要求作精度要求不是很高的不是很高的領(lǐng)域一般都領(lǐng)域一般都可滿足工作可滿足工作要求。要求。2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)又稱

12、執(zhí)行又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，中，用做執(zhí)行元件用做執(zhí)行元件，把所，把所接收到的接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電成電動(dòng)機(jī)軸上的動(dòng)機(jī)軸上的角位移角位移或或角速角速度度輸出。其輸出。其主要的特點(diǎn)主要的特點(diǎn)是，是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。加而勻速下降。 2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺伺服服電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)直直流流交交流流伺服電動(dòng)機(jī)的分類伺服電動(dòng)機(jī)的分類2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)器伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)器2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電

13、動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 交流伺服電動(dòng)機(jī)也是無(wú)刷交流伺服電動(dòng)機(jī)也是無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，分為同步和異步電動(dòng)電動(dòng)機(jī)，分為同步和異步電動(dòng)機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電動(dòng)機(jī)，它的功率范圍大，同步電動(dòng)機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。伺服控制單元伺服控制單元功率驅(qū)動(dòng)單元功率驅(qū)動(dòng)單元通訊接口單元通訊接口單元伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)相應(yīng)的反饋檢測(cè)器件相應(yīng)的反饋檢測(cè)器件交流永磁同步交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器伺服驅(qū)動(dòng)器2.4.

14、4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器的組成交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器的組成 電流控制電流控制器器速度控制速度控制器器位置控制位置控制器器轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度決定于電動(dòng)機(jī)自帶精度決定于電動(dòng)機(jī)自帶編碼器的精度（線數(shù)）編碼器的精度（線數(shù)）2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 交流永磁同步驅(qū)動(dòng)器其集交流永磁同步驅(qū)動(dòng)器其集先進(jìn)的控制技術(shù)和控制策略為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制策略為一體，使其非常適用于高精度、一體，使其非常適用于高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，還體現(xiàn)了強(qiáng)大的智能化、柔性還體現(xiàn)了強(qiáng)大的智能化、柔性化，是傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所不可化，是傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所不可比擬的。比擬的。2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用當(dāng)前，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采當(dāng)前，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)，控用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)，控制驅(qū)動(dòng)器多采用快速、準(zhǔn)確定位的制驅(qū)動(dòng)器多