电动机测量元件.ppt

0.3.4 电磁力与电磁转矩 电机、电磁铁中力的产生 最准确的解释： 电磁力（力矩）是由磁场产生的。 0.3.4 电磁力与电磁转矩 1）磁场中的载流导体所受的 电磁力和力矩为 2）铁心表面的磁力(向外) 3）磁极间的力 同性相斥，异性相吸，与距离平方成反比。 0.3.5 圆柱面磁场间的力矩 0.3.5 圆柱面磁场间的力矩 0.3.5 圆柱面磁场间的力矩 0.3.5 圆柱面磁场间的力矩 0.3.5 圆柱面磁场间的力矩 展开成傅里叶级数，基波为： 2极磁场 4极磁场 2p极磁场 0.4 运动控制系统的执行元件 对执行元件的基本要求：足够大的功率，力或力矩；快速响应。 常用的执行元件是电动机、液压元件。 力或力矩最大的是液压元件。 使用最方便、应用最广泛的是电动机， 一台电机可作电动机用，也可作发电机用，这被称为电机的可逆原理。 分类：直流，交流；大型，中小型，微型；驱动用，控制用。 执行元件--- 它是控制系统最基本的组成部分。 系统对执行元件的基本要求是： （1）具有良好的静特性； （2）快速响应的动态特性； 常见的执行元件有：电动机、液压马达或气动马达。其中应用最广的是电动机。 值得注意的是， 电机和电力电子技术及控制技术有机地结合起来， 使传统电机产品得以改造和更新， 形成新一代高新技术产品， 因此获得高性能、高质量、高可靠性 和高附加值。 1.发现、理论与早期应用 （1820-1880） 1820年，奥斯特发现电流对磁针有力的作用，安培确定通有电流的线圈的作用与磁铁相似，揭示了磁现象的本质。1826年欧姆发现了欧姆定律。1831年法拉第发现电磁感应定律。 这些重大发现，奠定了电力技术的理论基础。 0.5 电力技术发展回顾 1.发现、理论与早期应用 （1820-1880） 第一台商用电动机诞生于1880年左右。 从电磁学的重大发现，到电磁学理论，到电动机的实际应用，大约经历了半个世纪。 0.5 电力技术发展回顾 2.交流电的应用 首先应用的电力是直流电和直流电动机。 1885年意大利物理学家发现并建立了旋转磁场原理，1888年俄国工程师发明了三相发电机、三相变压器和三相异步电动机。 由于三相交流电十分适合远距离输电， 且三相交流电动机结构简单，坚固耐用， 很快，三相交流电动机迅速发展，不但取代了绝大部分直流电机，而且被广泛用于工业生产中。 一段故事。* 爱迪生，1847-1931，工业革命的年代。 直流电机发明并被广泛应用年代。 爱迪生所在公司生产直流电动机。 当三相电被发明时，爱迪生进行了研究。 交流电对生物的生命危险大。 交流电不可能广泛应用。 错失良机。 3.微型电动机的应用 近30年以来，由于自动控制技术的广泛应用，各种微型电机得到极其广泛的应用。 包括汽车，计算机，音响和影像设备，家用电器等众多产品都大量用电机。 直流电动机，单相异步电动机，直流无刷电动机等各种各样的电机，在数量上，得到极大发展。 4.控制用电动机 1930-1980年，在精密的机械伺服系统中，直流电动机占据了垄断地位。 1980年以后，在电力电子技术、计算机技术和控制技术的基础上，以变频技术为代表的交流调速技术迅速发展和应用，在速度控制系统中，交流电动机开始应用，并开始取代直流电机。 1990年以来，在无刷直流电机的基础之上，传统的电机制造技术和电力电子技术及高级控制技术紧密结合，形成新一代机电一体化的高新技术产品——交流伺服电动机，在精密的机械伺服系统中得到越来越多的应用。 这种电机同时具有交流电机和直流电机的优点，也可看成是它们相结合的产品。 * 形形色色的控制系统 * 形形色色的控制系统 * 不看不知道，一看就明白。 自动控制元件及线路 主讲教师：李 正 强 单 位：自动化工程系 联系方式：lizhengqiang1980@126.com 本课程的基本情况 专业选修课 32学时 预备知识：电磁学及电路基础 教材及参考书 教 材： 《自动控制元件及线路》 梅晓榕 哈工大出版社 参考书：《自动控制元件》 葛伟亮 北京理工大学出版社 考核方式 总成绩=期末× 60%+平时× 10%+实验×30% 绪 论 控制元件的发展背景 ＊从自动控制的发展历史看，最初是控制机械转速。 ＊瓦特蒸汽机的转速控制被公认为是最早的自动控制装置。 ＊现代发电厂对交流电压频率的控制，实质上就是对发电机转速的控制。 ＊在现代机械制造业中和武器装备中，对机械位移的控制更多。很多高级装置的控制，实质上是对位移的控制。 ＊自动控制技术应用广泛。 ＊从被控制的变量看，有机械转速，机械位移，温度，压力，流量，液位