程宪平 机电传动与控制(第三版)4第四章ppt课件.ppt
目录 第4章,第4章 机电传动控制系统的基础 4-1 机电传动控制系统的组成及方案选择 4-2 选择电动机额定功率的基本依据 4-3 电动机的发热与冷却 4-4 不同工作方式下电动机容量的选择 4-5 电动机的种类、额定电压、额定转速 及形式的选择,第4章 机电传动控制系统的基础,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(1SL)与 Df=(1K)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；,4-1 机电传动控制系统的组成及方案选择,第4章 机电传动控制系统的基础,一、机电传动控制系统的组成和分类,开环控制系统的方框图,闭环控制系统的方框图,第4章 机电传动控制系统的基础,一、机电传动控制系统的组成和分类,闭环控制系统的一般组成,闭环控制系统的方框图,第4章 机电传动控制系统的基础,一、机电传动控制系统的组成和分类,闭环控制系统的一般组成,数控机床伺服系统组成,第4章 机电传动控制系统的基础,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。,二、机电传动控制系统调速方案的选择,第4章 机电传动控制系统的基础,二.转速控制的调速指标,其中nmin 和nmax 一般都指电机额定负载时的转速。,二、机电传动控制系统调速方案的选择,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。,1、调速范围 生产机械要求电动机提供的 最高转速nmax和最低转速nmin之比叫做调速范围。用字母 D 表示，即：,二.转速控制的调速指标2、静差度,第4章 机电传动控制系统的基础,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，称作静差度S，即：,或：,静差度表示电动机运行时 转速的稳定程度。,二、机电传动控制系统调速方案的选择,静差度和机械特性硬度有区别。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。,第4章 机电传动控制系统的基础,三.静差度与机械特性硬度的区别,二、机电传动控制系统调速方案的选择,静差度表示电动机运行时 转速的稳定程度。,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。,第4章 机电传动控制系统的基础,三.静差度与机械特性硬度的区别,二、机电传动控制系统调速方案的选择,静差度表示电动机运行时 转速的稳定程度。,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。,第4章 机电传动控制系统的基础,三.静差度与机械特性硬度的区别,二、机电传动控制系统调速方案的选择,静差度表示电动机运行时 转速的稳定程度。,第4章 机电传动控制系统的基础,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为最高转速，转速降落为nN，,将上面的式代入 nmin，得：,而调速范围为：,于是，最低转速为：,该系统的静差度应该是 最低速时的静差度，即：,二、机电传动控制系统调速方案的选择,第4章 机电传动控制系统的基础,右式表示：调压调速系统的 调速范围D、静差度SL和额定速降nN 之间所应满足的关系。,四.调速范围、静差度和额定速降之间的关系,对于同一个调速系统，nN 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。,结论 一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差度的转速可调范围。,二、机电传动控制系统调速方案的选择,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。,第4章 机电传动控制系统的基础,二、机电传动控制系统调速方案的选择,五.在自动调速系统中，扩大调速范围D的基本方法,第4章 机电传动控制系统的基础,生产机械对调速系统所提出的调速技术指标包括静态的和动态的。静态技术指标主要有静差度S，调速范围D和调速的平滑性等；动态技术指标主要有最大超调量MP，过渡过程时间T 和振荡次数等。,二、机电传动控制系统调速方案的选择,五.在自动调速系统中，扩大调速范围D的基本方法,第4章 机电传动控制系统的基础,二、机电传动控制系统调速方案的选择,值得特别注意的是 生产机械的调速一般有恒转矩型和恒功率型两类负载特性，而电动机的调速也有恒转矩性质和恒功率性质两类。负载为恒转矩的生产机械 应尽可能选用恒转矩性质的调速方式，负载为恒功率型的生产机械 应尽可能选用恒功率性质的调速方式。否则，电动机将得不到最充分的利用或将严重过载。,五.在自动调速系统中，扩大调速范围D的基本方法,第4章 机电传动控制系统的基础,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。,4-24-5 电动机的选择,第4章 机电传动控制系统的基础,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。,二、电动机容量的选择,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。,一、电动机种类、电压、转速和结构形式的选择,本内容以自学为主,
