日常生活中的電機應(yīng)用舉例演示文稿

日常生活中的電機應(yīng)用舉例演示文稿當(dāng)前第1頁\共有23頁\編于星期五\1點優(yōu)選日常生活中的電機應(yīng)用舉例當(dāng)前第2頁\共有23頁\編于星期五\1點總目一、生活中的電機二、伺服電動機的應(yīng)用舉例三、步進電動機的應(yīng)用舉例四、三相異步電動機的應(yīng)用舉例五、個人感悟當(dāng)前第3頁\共有23頁\編于星期五\1點伺服電機伺服電機（servomotor）是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度，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，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。當(dāng)前第4頁\共有23頁\編于星期五\1點當(dāng)前第5頁\共有23頁\編于星期五\1點伺服系統(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)控機床、機器人、特種加工裝備和精細進給系統(tǒng)中當(dāng)前第6頁\共有23頁\編于星期五\1點伺服系統(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接收到1個脈沖，就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移，因為，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)精確的定位，可以達到0.001mm。當(dāng)前第7頁\共有23頁\編于星期五\1點各種類型數(shù)控機床當(dāng)前第8頁\共有23頁\編于星期五\1點當(dāng)前第9頁\共有23頁\編于星期五\1點用數(shù)控機床加工一個零件的過程見圖

零件圖數(shù)控系統(tǒng)機床

數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)加工程序

用數(shù)控機床加工工件時，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)動機床上的主軸電機和進給伺服電機轉(zhuǎn)動，并帶動機床的工作臺移動，實現(xiàn)加工過程。數(shù)控系統(tǒng)實質(zhì)上是完成了手工加工中操作者的部分工作。當(dāng)前第10頁\共有23頁\編于星期五\1點

數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)按其功能可分為：進給伺服系統(tǒng)和主軸伺服系統(tǒng)。

主軸伺服系統(tǒng)用于控制機床主軸的轉(zhuǎn)動。

進給伺服系統(tǒng)是以機床移動部件（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、機械傳動機構(gòu)及執(zhí)行部件組成。進給伺服系統(tǒng)的作用：接受數(shù)控裝置發(fā)出的進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（直流、交流伺服電機、功率步進電機等）和機械傳動機構(gòu)，驅(qū)動機床的工作臺等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給或快速運動。數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)能根據(jù)指令信號精確地控制執(zhí)行部件的運動速度與位置，以及幾個執(zhí)行部件按一定規(guī)律運動所合成的運動軌跡。如果把數(shù)控裝置比作數(shù)控機床的“大腦”，是發(fā)布“命令”的指揮機構(gòu)，那么伺服系統(tǒng)就是數(shù)控機床的“四肢”，是執(zhí)行“命令”的機構(gòu)，它是一個不折不扣的跟隨者。當(dāng)前第11頁\共有23頁\編于星期五\1點對伺服系統(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床工作臺進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)具有較強的抗干擾能力，保證進給速度均勻、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。機床進給伺服系統(tǒng)實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)機械要求電機能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比。在數(shù)控機床中，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。當(dāng)前第12頁\共有23頁\編于星期五\1點伺服電機的優(yōu)點

1、精度：實現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進電機失步的問題；

2、轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達到2000～3000轉(zhuǎn)；

3、適應(yīng)性：抗過載能力強，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負載，對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用；

4、穩(wěn)定：低速運行平穩(wěn)，低速運行時不會產(chǎn)生類似于步進電機的步進運行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場合；

5、及時性：電機加減速的動態(tài)相應(yīng)時間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)；

6、舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。簡單點說就是：平?？吹降哪欠N普通的電機，斷電后它還會因為自身的慣性再轉(zhuǎn)一會兒，然后停下。而伺服電機和步進電機是說停就停，說走就走，反應(yīng)極快。但步進電機存在失步現(xiàn)象。

當(dāng)前第13頁\共有23頁\編于星期五\1點總結(jié)伺服電機的應(yīng)用領(lǐng)域太多了?；旧现灰且袆恿υ吹模覍扔幸蟮囊话愣伎赡苌婕暗剿欧姍C。如機床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機器人、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，隨著未來科技的進步，更先進的伺服電機也會在其應(yīng)用領(lǐng)域中爆發(fā)更璀璨的光彩！返回目錄當(dāng)前第14頁\共有23頁\編于星期五\1點步進電動機工作原理極其特點：步進電動機是將電脈沖激勵信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的離散值控制電動機。這種電動機每當(dāng)輸入一個電脈沖就動一步，所以又稱脈沖電動機。步進電動機的轉(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。它的激勵信號有直流脈沖、方波、多相方波和邏輯序列多種。步進電動機的步距和速度不受電壓波動、環(huán)境溫度和負載變化的影響，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)電動機的速度。當(dāng)前第15頁\共有23頁\編于星期五\1點應(yīng)用：步進電動機用于開環(huán)數(shù)字控制，可大大簡化控制系統(tǒng)。步進電動機配以位置檢測元件時也可用于閉環(huán)數(shù)字控制，常用于打印機、帶讀出器、計數(shù)器、繪圖機、數(shù)控機床、閥門執(zhí)行機構(gòu)、定位平臺和數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。步進電動機種類繁多，按運動形式分為旋轉(zhuǎn)式步進電動機和直線式步進電動機。當(dāng)前第16頁\共有23頁\編于星期五\1點實例：針式打印機驅(qū)動

針式打印機是利用機械和電路驅(qū)動原理，使打印針撞擊色帶和打印介質(zhì)，進而打印出點陣，再由點陣組成字符或圖形來完成打印任務(wù)的。從結(jié)構(gòu)上看，針式打印機由打印機械裝置和驅(qū)動控制電路兩大部分組成．在打印過程中共有三種機械運動：打印頭橫向運動、打印紙縱向運動和打印針的擊針運動。這些運動都是由軟件控制驅(qū)動系統(tǒng)通過一些精密機械來執(zhí)行的，其中打印頭驅(qū)動機構(gòu)(又稱為字車機構(gòu))就是利用步進電動機及齒輪減速裝置，由同步齒形帶驅(qū)動字車橫向運動，其步進速度由一個單元時間內(nèi)的驅(qū)動脈沖數(shù)來決定-改變步進速度即可改變打印字距。當(dāng)前第17頁\共有23頁\編于星期五\1點當(dāng)前第18頁\共有23頁\編于星期五\1點當(dāng)前第19頁\共有23頁\編于星期五\1點返回目錄當(dāng)前第20頁\共有23頁\編于星期五\1點三相異步電動機工作原理：當(dāng)電動機的三相定子繞組（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，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。當(dāng)前第21