工程机械电气控制 课件.ppt

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1、工程机械电气控制绪论电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不开电机。电机是一种利用电磁感应定律和电磁力定律，将能量或信号进行转换或变换的电磁机械装置。各种各样的生产机械都需要电动机作为生产机械的原动力，如风扇、洗衣机、冰箱、空调等。绪论在电力工业中，产生电能的发电机和对电能进行变换、传输与分配的变压器是电站和变电所的主要设备。在工业企业中，人们利用电动机把电能转换为机械能去拖动各种生产机械，从而满足生产工艺过程的要求。

2、绪论电力拖动：用电动机作为原动机，配合传动机构使生产机械产生符合人们要求的机械运动以完成一定的任务。电力拖动的组成：电力拖装置由电动机、传动机构、控制设备和工作机构，四个基本环节组成。控制设备电动机传动机构工作机构电源绪论控制设备：控制电机运转的设备各种控制电器，自动化元件，工业控制计算机电动机：电能转换装置，驱动生产机械工作传动机构：传递动力，实现速度和运动方式的变换减速箱，皮带，联轴器工作机构：生产机械为执行某一任务的机械部分绪论电机拖动的特点：（1）电能的远距离输送简便经济，分配简单，检测方便；（2

3、）电力拖动比其他形式的拖动损耗少，效率高，电动机与被拖动机械的联接简便；（3）电动机的形式和种类很多，可适应不同生产机械的需要，且电力拖动的起动、制动与调速等控制简便迅速，调节性能好；（4）可实现远距离控制与自动调节，并进而实现生产过程的自动化。控制方便，易于集中管理。（5）与计算机配合方便绪论电动机拖动方式的发展：（1）第一阶段：由一台电动机拖动一组生产机械成组拖动。特点：结构复杂，效率低，灵活性差，劳动条件差，易出故障。（2）第二阶段：一台电动机拖动一台生产机械，单动电机拖动。特点：灵活性、效率有所提

4、高，生产机械复杂时，结构仍然复杂。（3）第三阶段：一台生产机械由多台电动机分别拖动不同的工作机构。绪论现代能源的主要形式是电能，与电能密切关联的电机广泛应用于社会生产的各个部门和社会生活的各个方面。电机的品种繁多，按其功能用途可分为变压器、直流电机、交流电机和控制电机电机的机械特性电机拖动决定系统状态的一对主要矛盾是：电机的电磁转矩M和负载转矩Mz两者都与转速n有一定的关系，因此需要研究电动机的机械特性和生产机械的负载转矩特性。一、电动机的机械特性电动机的转速n与转矩M的关系，即n=f（M）M为电磁转矩，

5、M=Md+MoMd为输出转矩，Mo为反映机械损耗和铁芯损耗和空载转矩，Mo所占的比例很小，有时可以忽略。电机的机械特性机械特性是电动机机械性能的主要体现。机械特性的重要指标有:1.特性的硬度表示转速随转矩变化而变化的程度。按硬度的不同可分为三大类：（1）绝对硬特性：转矩不随转矩而变化，恒定（2）硬特性：转矩随转速变化不大（3）软特性：转速增加时，转矩下降很大Mn生产机械的负载转矩特性二、生产机械的负载转矩特性指生产机械的转速n与相对应的负载转矩Mz之间的关系。大致可以分为三类：（1）恒转速负载特性负载转

6、矩Mz与转速无关，转速变化时，负载转矩保持不变。如起重机提升重物。（2）恒功率负载转矩负载转矩Mz与转速成反比，Mn生产机械的负载转矩特性（3）通风机负载特性负载转矩Mz与转速n的二次方成正比。Mz=kn2通风机、水泵、油泵等，由于流体对机械叶片的阻力矩基本与速度平方成正比。Mn生产机械的负载转矩特性从拖动力学角度，负载转矩可分为：（1）反抗性转矩（反作用转矩）方向与运动方向相反，阻碍运动。如：摩擦转矩（2）位能性转矩方向与运动方向无关，具有固定的方向；某一转向时阻碍运动，另一转向时促进运动。起重时重

7、物的重力。MnMn电力拖动稳定运行条件电力拖动稳定运行条件即电机机械特性与负载转矩特性的配合问题如图：Mz为负载恒转矩，启动时n=0，M>Mz,故加速运行，至A点，n=n1M与Mz1大小相等，方向相反而平衡。当负载转矩Mz↑至Mz2时，M

8、要条件。稳定运行特点：当出现某种扰动，使M和Mz不平衡，造成转速稍有变化，但扰动消失后，应能恢复到原交点处。如C点，对应n1，当n1↑至n1+△n再消除扰动时，由于惯性使MMz，将加速恢复到C点M=Mz。MnMzn1n2CD电力拖动稳定运行条件对于D点，对应n1，当n1↑至n1+△n再消除扰动时，由于惯性使M>Mz，将加速到C点。当n1↓至n1