《电动机控制》课件

电动机控制本课程将深入探讨电动机控制的原理、应用和技术，旨在帮助您理解电机的工作原理，掌握电机控制的关键技术，并提升电机应用的效率和可靠性课程简介课程目标课程内容了解电动机控制系统的基本原理和关键技术电动机基础知识掌握常见电机控制方法和应用场景电机控制系统分类培养电机控制系统设计和调试能力控制策略与技术电机保护与故障诊断电机能效管理电动机控制的应用领域工业自动化交通运输自动化生产线、机器人、机床等电动汽车、高铁、地铁等家用电器航空航天洗衣机、冰箱、空调等飞机、导弹、卫星等电动机的基本结构定子转子轴承外壳固定部分，包含绕组和磁芯旋转部分，包含磁芯和转子支撑转子，降低摩擦保护电机内部结构绕组（异步电机）或永磁体（同步电机）电动机的工作原理电流磁场旋转电流通入定子绕组，产定子磁场与转子磁场相磁力推动转子旋转，产生磁场互作用，产生磁力生机械功电机控制的分类开环控制1控制信号不依赖于电机运行状态闭环控制2控制信号根据电机运行状态进行调整直流电机控制控制方法电枢电压控制、励磁电流控制等特点结构简单、调速性能好应用汽车、机床、机器人等交流电机控制异步电机控制利用旋转磁场驱动转子旋转同步电机控制转子与定子磁场同步旋转异步电机控制电压控制1频率控制24转矩控制电流控制3同步电机控制无刷直流电机控制1永磁同步电机控制2同步磁阻电机控制3开环控制系统结构优点控制信号不依赖于反馈信号结构简单、成本低缺点抗干扰能力差、精度不高闭环控制系统传感器检测电机运行状态控制器根据反馈信号生成控制指令执行机构执行控制指令，控制电机运行反馈控制的基本原理1检测传感器检测电机运行状态2比较控制器比较实际值与设定值3控制控制器根据偏差生成控制指令4执行执行机构执行控制指令，调整电机运行状态比例控制原理特点缺点控制输出与偏差成正比简单易实现、响应速度快存在稳态误差积分控制原理特点控制输出与偏差的积分成正比消除稳态误差，但响应速度较慢微分控制原理控制输出与偏差的变化率成正比特点预测偏差，提高系统响应速度控制PID比例控制1快速响应，但存在稳态误差积分控制2消除稳态误差，但响应速度慢微分控制3预测偏差，提高系统响应速度脉宽调制技术原理通过改变脉冲宽度来控制平均电压特点效率高、响应速度快应用电机调速、电源管理等电机启动方式软启动星形三角形启动-逐渐增大电压或电流，平滑启降压启动先星形接法启动，再三角形接动直接启动降低电压启动，减小电流冲击法运行直接接通电源，电流冲击大电机的正反转控制正转反转1定子绕组电流方向保持一致改变定子绕组电流方向2电机的调速控制方法应用电压调速、频率调速、转矩控制等机床、风机、泵等电机的转矩控制目标方法控制电机输出转矩电流控制、矢量控制等软启动技术原理1逐渐增大电压或电流，平滑启动优点2降低电流冲击、减少机械磨损应用3大型电机、风机、泵等软停车技术原理逐渐降低电压或电流，平滑停止优点降低机械冲击、延长设备寿命应用起重机、电梯等电机失速保护定义原因保护措施电机长时间处于低速或停止状态负载过重、机械卡死等电流检测、速度检测等过载保护定义原因电机电流超过额定值负载过重、机械卡死等保护措施电流检测、热继电器等断相保护定义危害电源中的一相断开电机过热、烧毁保护措施相序检测、过电流检测等缺相保护定义危害保护措施电源中的一相缺失电机无法正常工作相序检测、过电流检测等短路保护定义保护措施电机内部发生短路熔断器、短路继电器等123危害电机烧毁、引发火灾热保护定义电机温度过高原因过载、断相、缺相等保护措施热继电器、温度传感器等电机噪音分析目的方法应用诊断电机故障、评估电机运行状态声学测量、频谱分析等电机故障诊断、运行监测电机振动分析目的方法诊断电机故障、评估电机运行振动传感器、频谱分析等状态应用电机故障诊断、运行监测电机热特性分析目的方法预测电机温度变化、优化散热设热力学分析、有限元分析等计应用电机设计、运行监测电机寿命预测方法应用使用寿命模型、可靠性分析等电机维护计划、更换策略电机检修与维护定期检查1检查电机外观、连接线、轴承等清洁维护2清洁电机表面、风机、散热器等润滑维护3更换轴承润滑油故障排除4根据故障现象进行诊断和修理电机故障诊断方法视觉检查、声学检查、振动分析等工具万用表、振动仪、热像仪等经验积累故障案例、分析故障原因电机绝缘检测目的方法标准检测电机绕组绝缘性能兆欧表测试、高压试验等GB/T

1094.1-2008电工设备绝缘试验方法第一部分高压试验电机绕组检测目的方法工具检测绕组断路、短路、匝间短路等故万用表测试、电流测试等万用表、电流钳等障电机轴承检测目的方法检测轴承磨损、损坏、润滑不足听声检查、振动检测、温度检测等故障等工具听诊器、振动仪、红外测温仪等电机外壳检测目的方法检测外壳破损、变形、腐蚀等故障敲击外壳、观察外观、测量尺寸等电机通风检测目的1检测风机工作是否正常、通风系统是否畅通方法2观察风机转速、风量、温度等工具3风量计、温度计等电机校准与调试步骤安装调试、参数设置、性能测试等目的确保电机正常运行、满足性能要求工具万用表、示波器、转速计等电机能效管理目标措施效益提高电机能效、降低能耗成本选用高效电机、优化控制策略、实施节降低运营成本、减少碳排放能改造等电机能耗分析方法目的工具能耗计量、数据分析、仿真模拟等识别能耗浪费、评估节能潜力能耗计、数据分析软件等电机能效提升措施选用高效电机优化控制策略采用更高能效等级的电机实施变频调速、矢量控制等节能技术实施节能改造改造电机系统、提升运行效率电机能效标准与认证标准认证IEC60034-30-1:2014旋转电机能中国能效标识认证、欧盟能效标识认效等级证等GB18613-2012电机能效限定值及能效等级电机绿色制造理念1节约资源、减少污染、保护环境技术2高效电机设计、清洁生产工艺、回收利用等目标3实现电机生产过程的绿色化和可持续性电机回收与处理必要性流程政策减少资源浪费、保护环境拆卸、分解、回收利用国家相关政策法规支持电机回收。