机电传动控制4机电传动控制系统的基础

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1、机电传动控制 1 机电传动控制 2 了 解 机 电 传 动 自 动 调 速 系 统 的 组 成 ； 了 解 生 产 机 械 对 调 速 系 统 提 出 的 调 速 技 术 指 标 要 求 ； 知 道 调 速 系 统 的 调 速 性 质 与 生 产 机 械 的 负 载 特 性 合 理 匹 配 的 重 要 性 。 开 环 调 速 系 统 与 闭 环 调 速 系 统 的 区 别 ， 公 式 D = nmax SL/ nN(1 SL)与 Df =(1 K)D 中 各 物 理 量 之 间 的 辩 证 关 系 ， 扩 大 调 速 范 围 的 有 效 方 法 ； 恒 转 矩 调 速 与 恒 功 率 调 速

2、问 题 ， 特 别 是 电 动 机 的 调 速 性 质 与 生 产 机 械 的 负 载 特 性 相 配 合 问 题 ； 机电传动控制 3 控 制 器 对 象或 过 程输 入 量 输 出 量输 入 量 控 制 器 对 象或 过 程 输 出 量测 量 元 件 机电传动控制 4 变 换放 大 串 联校 正 变 换放 大 执 行元 件 被 控对 象测 量 元 件 反 馈 校 正 输 出 量输 入 量 - -输 入 量 控 制 器 对 象或 过 程 输 出 量测 量 元 件 机电传动控制 5 变 换放 大 串 联校 正 变 换放 大 执 行元 件 被 控对 象测 量 元 件 反 馈 校 正 输 出 量输

3、 入 量 - - 机电传动控制 6 一 . 转 速 控 制 的 要 求 需 要 控 制 转 速 的 设 备 ， 其 生 产 工 艺 对 调 速 性 能 有 一 定 要 求 。 归 纳 起 来 ， 对 于 调 速 系 统 的 转 速 控 制 要 求 有 以 下 三 个 方 面 ： 调 速 在 一 定 的 最 高 转 速 和 最 低 转 速 范 围 内 ， 分 挡 地 （ 有 级 ） 或 平 滑 地 （ 无 级 ） 调 节 转 速 ； 稳 速 以 一 定 的 精 度 在 所 需 转 速 上 稳 定 运 行 ， 在 各 种 干 扰 下 不 允 许 有 过 大 的 转 速 波 动 ， 以 确 保 产

4、品 质 量 ； 加 、 减 速 频 繁 起 动 制 动 的 设 备 要 求 加 减 速 尽 量 快 ， 以 提 高 生 产 率 ； 不 宜 经 受 剧 烈 速 度 变 化 的 机 械 则 要 求 起 动 制 动 尽 量 平 稳 。 机电传动控制 7 二 . 转 速 控 制 的 调 速 指 标 minmaxnnD 其 中 nmin 和 nmax 一 般 都 指 电 机 额 定 负 载 时 的 转 速 。对于少数负载很轻的机械，例如精密磨床，也可用实际负载时的转速。 生 产 机 械 要 求 电 动 机 提 供 的 最 高 转 速 nmax和 最 低 转 速 nmin之 比 叫 做 。 用 字 母

5、D 表 示 ， 即 ： 机电传动控制 8 二 . 转 速 控 制 的 调 速 指 标当 系 统 在 某 一 转 速 下 运 行 时 ，负 载 由 理 想 空 载 到 额 定 值 时所 对 应 的 转 速 降 落 nN ，与 理 想 空 载 转 速 n0 之 比 ，称 作 ， 即 ： 0N0 N0 nnn nnS %1000N nnS或 ： nmaxnmin 01N1 nnS 02N2 nnS 机电传动控制 9 和 有 区 别 。 一 般 调 压 调 速 系 统 在 不 同 转 速 下 的 机 械 特 性 是 互 相 平 行 的 。三 . 静 差 度 与 机 械 特 性 硬 度 的 区 别 nm

6、axnmin 01N1 nnS 02N2 nnS 对 于 同 样 硬 度 的 特 性 ， 理 想 空 载 转 速 越 低 时 ， 对 于 同 样 的 理 想 空 载 转 速 ， 特 性 硬 度 越 小 时 ， 机电传动控制 10 例 如 ： 在 1000r/min时 降 落 10r/min， 只 占 1%； 在 100r/min时 也 降 落 10r/min， 就 占 10%； 在 只 有 10r/min时 ， 再 降 落 10r/min， 就 占 100%， 这 时 电 动 机 已 经 停 止 转 动 ， 转 速 全 部 降 落 完 了 。三 . 静 差 度 与 机 械 特 性 硬 度 的

7、区 别 01N1 nnS 02N2 nnS nmaxnmin 机电传动控制 11 因 此 ， 调 速 范 围 和 静 差 度 这 两 项 指 标 必 须 同 时 提 才 有 意 义 。 调 速 系 统 的 静 差 度 指 标 应 以 最 低 速 时 所 能 达 到 的 数 值 为 准 。三 . 静 差 度 与 机 械 特 性 硬 度 的 区 别 Nmin Nmin0 N2 nn nnn SSS L nmaxnmin 01N1 nnS 02N2 nnS 机电传动控制 12 四 . 调 速 范 围 、 静 差 度 和 额 定 速 降 之 间 的 关 系 设 电 机 额 定 转 速 nN为 最 高

8、转 速 ， 转 速 降 落 为 nN，l 将 上 面 的 式 代 入 n min， 得 ： )1(Nmax LLSn SnD minmaxnnD l 而 调 速 范 围 为 ： LLL S nSnSnn NNNmin )1( l 于 是 ， 最 低 转 速 为 ： Nmin Nmin0 N nn nnnSS L l 该 系 统 的 静 差 度 应 该 是 最 低 速 时 的 静 差 度 ， 即 ： 机电传动控制 13 右 式 表 示 ： 四 . 调 速 范 围 、 静 差 度 和 额 定 速 降 之 间 的 关 系 )1(Nmax LLSn SnD 对 于 同 一 个 调 速 系 统 ， nN

9、 值 一 定 ， 由 上 式 可 见 ， 如 果 对 静 差 度 要 求 越 严 ， 即 要 求 S值 越 小 时 ， 系 统 能 够 允 许 的 调 速 范 围 也 越 小 。 机电传动控制 14 机 电 传 动 控 制 系 统 是 由 电 机 、 电 器 、 电 子 部 件 等 基 础 环 节 组 合 而 成 ， 能 控 制 生 产 机 械 实 现 调 速 的 控 制 系 统 ， 亦 称 自 动 调 速 系 统 。 在 调 速 系 统 中 ， 电 动 机 的 nmin是 在 保 证 生 产 机 械 对 转 速 变 化 率 S（ 即 静 差 度 SL） 的 要 求 这 一 前 提 下 所 能

10、 达 到 的 最 低 转 速 。 也 就 是 说 ， 调 速 系 统 的 SL要 小 于 或 等 于 生 产 机 械 要 求 的 S生 （ SLS生 ） ， 才 能 谈 及 调 速 范 围 。 五 . 在 自 动 调 速 系 统 中 ， 扩 大 调 速 范 围 D的 基 本 方 法 根 据 D nmax SL / nN(1 SL ) 可 知 ， 在 nmax与 SL一 定 时 ， 机电传动控制 15 生 产 机 械 对 调 速 系 统 所 提 出 的调速技术指标包括的和的。 静 态 技 术 指 标 主 要 有S，D和调速的等； 动 态 技 术 指 标 主 要 有MP，T 和等。 五 . 在 自

11、 动 调 速 系 统 中 ， 扩 大 调 速 范 围 D的 基 本 方 法各 种 生 产 机 械 对 于 上 述 指 标 的 要 求 不 尽 相 同 ， 因 此 ， 机电传动控制 16 生 产 机 械 的 调 速 一 般 有 型 和 型 两 类 负 载 特 性 ， 而 电 动 机 的 调 速 也 有 性 质 和 性 质 两 类 。 负 载 为 的 生 产 机 械 应 尽 可 能 选 用 性 质 的 调 速 方 式 ， 负 载 为 型 的 生 产 机 械 应 尽 可 能 选 用 性 质 的 调 速 方 式 。 五 . 在 自 动 调 速 系 统 中 ， 扩 大 调 速 范 围 D的 基 本 方

12、法 机电传动控制 17 掌 握 电 动 机 的 发 热 与 冷 却 规 律 ； 掌 握 电 动 机 容 量 的 选 择 ， 特 别 注 意 电 动 机 运 行 时 的 允 许 温 度 、 过 载 能 力 和 启 动 能 力 ； 熟 悉 电 动 机 种 类 、 电 压 、 转 速 和 结 构 型 式 的 选 择 方 法 。 掌 握 长 期 工 作 制 、 短 期 工 作 制 、 重 复 短 期 工 作 制 三 种 运 行 方 式 下 电 动 机 容 量 的 选 择 。 重 复 短 期 工 作 制 运 行 方 式 下 电 动 机 容 量 的 选 择 。 机电传动控制 18 根 据 生 产 机 械 的 性 质 不 同 ， 电 动 机 有 三 种 运 行 方 式 ： 长 期 工 作 制 ； 短 期 工 作 制 ； 重 复 短 期 工 作 制 。根 据 运 行 方 式 在 选 择 电 动 机 容 量 时 ， 主 要 考 虑 两 方 面 因 素 ： 电 动 机 的 发 热 情 况 ； 电 动 机 的 过 载 能 力 。依 据 经 验 来 选 择 电 动 机 容 量 的 两 种 方 法 ： 统 计 分 析 法 ； 类 比 法 。 应 根 据 以 下 内 容 全 面 考 虑 并 正 确 选 择 ： 生 产 机 械 具 体 要 求 ； 技 术 经 济 指 标 ； 工 作 环 境 等 条 件 。