日常生活中的電機(jī)應(yīng)用舉例演示文稿

1、日常生活中的電機(jī)應(yīng)用舉例演示文稿第一頁，共二十三頁?？偰恳?、生活中的電機(jī)二、伺服電動機(jī)的應(yīng)用舉例三、步進(jìn)電動機(jī)的應(yīng)用舉例四、三相異步電動機(jī)的應(yīng)用舉例五、個(gè)人感悟第二頁，共二十三頁。伺服電機(jī)伺服電機(jī)（servo motor ）是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類，其主要

2、特點(diǎn)是，當(dāng)信號電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。 第三頁，共二十三頁。第四頁，共二十三頁。伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)（servomechanism）是使物體的位置、方位、 狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在高精度數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、特種加工裝備和精細(xì)進(jìn)給系統(tǒng)中第五頁，共二十三頁。伺服系統(tǒng)的原理原理：伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解 伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或

3、者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。第六頁，共二十三頁。各種類型數(shù)控機(jī)床第七頁，共二十三頁。第八頁，共二十三頁。用數(shù)控機(jī)床加工一個(gè)零件的過程見圖 零件圖 數(shù)控系統(tǒng) 機(jī)床 數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)加工程序 用數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，首先由編程人員按照零件的幾何形狀和加工工藝要求將加工過程編成加工程序。數(shù)控系統(tǒng)讀入加工程序后，將其翻譯成機(jī)器能夠理解的控制指令，再由伺服系統(tǒng)將其變換和放大后驅(qū)動機(jī)床上的主軸電機(jī)和進(jìn)給伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，并帶動機(jī)床的工作臺移動，實(shí)現(xiàn)加工過程。數(shù)控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是完成了手

4、工加工中操作者的部分工作。第九頁，共二十三頁。 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)按其功能可分為：進(jìn)給伺服系統(tǒng)和主軸伺服系統(tǒng)。 主軸伺服系統(tǒng)用于控制機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以機(jī)床移動部件（如工作臺）的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，通常由伺服驅(qū)動裝置、伺服電機(jī)、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)及執(zhí)行部件組成。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的作用：接受數(shù)控裝置發(fā)出的進(jìn)給速度和位移指令信號，由伺服驅(qū)動裝置作一定的轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服電機(jī)（直流、交流伺服電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)等）和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)床的工作臺等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給或快速運(yùn)動。 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)能根據(jù)指令信號精確地控制執(zhí)行部件的運(yùn)動速度與位置，以及幾

5、個(gè)執(zhí)行部件按一定規(guī)律運(yùn)動所合成的運(yùn)動軌跡。如果把數(shù)控裝置比作數(shù)控機(jī)床的“大腦”，是發(fā)布“命令”的指揮機(jī)構(gòu)，那么伺服系統(tǒng)就是數(shù)控機(jī)床的“四肢”，是執(zhí)行“命令”的機(jī)構(gòu)，它是一個(gè)不折不扣的跟隨者。第十頁，共二十三頁。對伺服系統(tǒng)的基本要求1. 位移精度高 伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。伺服系統(tǒng)的位移精度是指指令脈沖要求機(jī)床工作臺進(jìn)給的位移量和該指令脈沖經(jīng)伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為工作臺實(shí)際位移量之間的符合程度。兩者誤差愈小，位移精度愈高。2. 穩(wěn)定性好 穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在給定外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后，達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)的能力。要求伺服系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，保證進(jìn)給速度均

6、勻、平穩(wěn)。穩(wěn)定性直接影響數(shù)控加工精度和表面粗糙度。3. 快速響應(yīng) 快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的重要指標(biāo)，它反映了系統(tǒng)跟蹤精度。機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)實(shí)際上就是一種高精度的位置隨動系統(tǒng)，為保證輪廓切削形狀精度和低的表面粗糙度，要求伺服系統(tǒng)跟蹤指令信號的響應(yīng)要快，跟隨誤差小。4. 調(diào)速范圍寬 調(diào)速范圍是指生產(chǎn)機(jī)械要求電機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比。在數(shù)控機(jī)床中，由于所用刀具、加工材料及零件加工要求的不同，為保證在各種情況下都能得到最佳切削條件，就要求伺服系統(tǒng)具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍。第十一頁，共二十三頁。伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1、精度：實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問題； 2、轉(zhuǎn)速：高速

7、性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到20003000轉(zhuǎn)； 3、適應(yīng)性：抗過載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對有瞬間負(fù)載波動和要求快速起動的場合特別適用； 4、穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場合； 5、及時(shí)性：電機(jī)加減速的動態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)； 6、舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。 簡單點(diǎn)說就是：平?？吹降哪欠N普通的電機(jī)，斷電后它還會因?yàn)樽陨淼膽T性再轉(zhuǎn)一會兒，然后停下。而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是說停就停，說走就走，反應(yīng)極快。但步進(jìn)電機(jī)存在失步現(xiàn)象。 第十二頁，共二十三頁?？偨Y(jié)伺服電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域太多了。基本上只要是要有動力源的，而且對精

8、度有要求的一般都可能涉及到伺服電機(jī)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動化生產(chǎn)線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設(shè)備。而我也相信，隨著未來科技的進(jìn)步，更先進(jìn)的伺服電機(jī)也會在其應(yīng)用領(lǐng)域中爆發(fā)更璀璨的光彩！返回目錄第十三頁，共二十三頁。步進(jìn)電動機(jī)工作原理極其特點(diǎn)：步進(jìn)電動機(jī)是將電脈沖激勵(lì)信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的離散值控制電動機(jī)。這種電動機(jī)每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖就動一步，所以又稱脈沖電動機(jī)。步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子由軟磁材料或永磁材料制成多極的形式，定子上裝有多相不同連接的控制繞組。它的激勵(lì)信號有直流脈沖、方波、多相方波和邏輯序列多種。步進(jìn)電動機(jī)的步距和速度

9、不受電壓波動、環(huán)境溫度和負(fù)載變化的影響，而僅與脈沖頻率有關(guān)。改變脈沖頻率就能在很大范圍內(nèi)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電動機(jī)的速度。第十四頁，共二十三頁。應(yīng)用：步進(jìn)電動機(jī)用于開環(huán)數(shù)字控制，可大大簡化控制系統(tǒng)。步進(jìn)電動機(jī)配以位置檢測元件時(shí)也可用于閉環(huán)數(shù)字控制，常用于打印機(jī)、帶讀出器、計(jì)數(shù)器、繪圖機(jī)、數(shù)控機(jī)床、閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、定位平臺和數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。步進(jìn)電動機(jī)種類繁多，按運(yùn)動形式分為旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電動機(jī)和直線式步進(jìn)電動機(jī)。第十五頁，共二十三頁。實(shí)例：針式打印機(jī)驅(qū)動 針式打印機(jī)是利用機(jī)械和電路驅(qū)動原理，使打印針撞擊色帶和打印介質(zhì)，進(jìn)而打印出點(diǎn)陣，再由點(diǎn)陣組成字符或圖形來完成打印任務(wù)的。 從結(jié)構(gòu)上看，針式打印機(jī)由打印機(jī)械裝置和驅(qū)

10、動控制電路兩大部分組成在打印過程中共有三種機(jī)械運(yùn)動：打印頭橫向運(yùn)動、打印紙縱向運(yùn)動和打印針的擊針運(yùn)動。 這些運(yùn)動都是由軟件控制驅(qū)動系統(tǒng)通過一些精密機(jī)械來執(zhí)行的，其中打印頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)(又稱為字車機(jī)構(gòu))就是利用步進(jìn)電動機(jī)及齒輪減速裝置，由同步齒形帶驅(qū)動字車橫向運(yùn)動，其步進(jìn)速度由一個(gè)單元時(shí)間內(nèi)的驅(qū)動脈沖數(shù)來決定-改變步進(jìn)速度即可改變打印字距。第十六頁，共二十三頁。第十七頁，共二十三頁。第十八頁，共二十三頁。返回目錄第十九頁，共二十三頁。三相異步電動機(jī)工作原理： 當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。第二十頁，共二十三頁。應(yīng)用： 在工業(yè)方面如車床要使用、鼓風(fēng)機(jī)、磨面機(jī)、電風(fēng) 扇，行車（吊車）、球磨機(jī)、數(shù)控機(jī)床、油壓機(jī)、提升機(jī)、電拖車、制磚機(jī)、壓風(fēng)機(jī)等等都會使用到異步電機(jī)。 在農(nóng)業(yè)方面拖拉機(jī)，抽水機(jī)、面粉加工的打麥機(jī)等等會用到。第二十一頁，共二十三頁。風(fēng)扇電動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖第二十二頁，共二十三頁。 環(huán)顧一下你的房間，你就會發(fā)現(xiàn)到處都有電動機(jī)的身影。你可以嘗試展開下面這個(gè)有趣的調(diào)查：在房間里走一遍，統(tǒng)