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运动控制系统实例
硬盒包装工艺流程示意图（GDX-800） Back to
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一、电力拖动在国民经济中的作用
电力拖动自动控制系统由电动机、控制系统和 被拖动机械组成，还包括电源、传动机构等。其 特点是：功率范围大：几毫瓦至几百兆瓦；调速 范围宽：几转至几十万转每分；适用范围广：几 乎任何环境和任何负载。
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火星漫游车
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日常生活
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二、电力拖动自动控制系统的历史、现状与发展趋势
➢公元前3000年，中国有了水车，后来又出现了风车，这些都是最 简单的拖动系统。
➢ 十七世纪末，人类开始利用蒸汽为动力。1782年，瓦特发明了第 一台连续运转的蒸汽机，开创了机器时代。 ➢ 1831年法拉第发现了电磁感应现象。1888年，Tesla发明感应电动 机，从此开始了电气时代。 ➢ 1956年，晶闸管在Bell实验室诞生，“电子” 进入到强电领域， 电力电子器件成为弱电控制强电的纽带，开始了电子时代。 ➢ 60年代，电力电子器件全面进入电力拖动领域，其重要意义在于： 电力电子学把机器时代、电气时代和电子时代开创的技术有机地融 合在一起。 ➢ 其后，自动化技术和计算机技术也不断应用于电机控制，使电力 拖动系统发生了根本性改变。
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二、电力拖动自动控制系统的历史、现状与发展趋势
电力拖动系统开始是直流拖动系统，直流电机 转速与电压有着简单的直线关系，可通过改变电 源电压等简单手段可方便地实现调速，最初是有 触点控制，通过切换电枢和磁场回路电阻实现有 级调速，后发展为无触点控制实现了无级调速。 特别是1957年晶闸管问世后，控制直流电压在直 流调速中占主导地位，直流电机具有控制简单、 响应速度快、运行稳定、调速范围宽等有点，很 长期占据电力拖动的主流，至今仍有应用。
以机械运动的驱动设备——电动机为控制对象， 以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行 机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自 动控制系统。 电力传动又称电力（气）拖动，是以电动机作为 原动机驱动生产机械的系统的总称，完成生产机械 的起动、停止、正反转、调速等任务。 这类系统控制电动机的转矩、转速和转角，将电 能转换为机械能，实现运动机械的运动控制。 NEXT2
Introduction
1 什么是电力拖动自动控制系统 ？
2 为什么要学习《电力拖动》？
3 本课程主要学习哪些内容 ？
4 如何学习《电力拖动》？
自动化08（01-08）
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Introduction
过程控制：针对六大参数控制，时间常数较大 工业自动化 运动控制：针对机械运动过程，时间常数小
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三、现代电力拖动自动控制系统的基本构成
控制理论 系统建模 系统辨识 自适应控制 最优控制
PLC 单片机
DSP
指令系统 计算机
控制器
单片机、数字模拟器 件、控制电器
电力电子技术 机电能量转换原理 电机节能技术 电机原理与传动
功率放大 变流装置
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二、电力拖动自动控制系统的历史、现状与发展趋势
随着现代电力电子技术、自动化技术和计算机技术的发展，电力拖
动仍在不断的发展和完善中，目前主要的发展有如下一些动向：
1）研制新型的调速电机；——永磁材料的发展。
2）从节能的角度改造电力拖动系统，比如：用交流调速系统拖动电
动水泵可以节能；——风机水泵变频节能，破碎机，轧机、抛光机。
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过程控制系统实例
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焦作博爱物华玻璃微机配料控制系统 3
运动控制系统实例
软盒包装机工艺流程示意图
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运动控制系统实例
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驻马店BE包装机（散花烟，软盒）
3）继续采用新技术不断提高电力拖动系统的性能和完善系统功能：
新型变流装置和变流技术，新的控制策略。——如低压大电流驱动器。
4）通过系统集成和技术融合，组成综合自动化系统，以进一步提高
生产效率。——以煤矿位置）检测器的速度（位置）检测技术。
6）全数字化控制及集成化技术。——DSP，ARM，FPGA等。
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二、电力拖动自动控制系统的历史、现状与发展趋势
但是，直流电机有一个致命弱点，电刷和换 向器不但使其生产、运行成本高，而且严重影 响其使用寿命和可靠性、换向器电流不能过大 限制了直流电机的容量，也制约了直流拖动系 统的进一步发展，近年来直流调速系统发展明 显落后交流调速系统，直流调速系统最终将被 交流调速系统取代。
电气传动在国民经济起着重要作用，广泛用于 冶金、轻工、矿山、石化、航空航天等行业，以 及日常生活中，用电量占我国总发电量的60%以 上，产品以每年15%的速度递增,市场前景广阔。
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轧钢
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轻工
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采矿
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航天
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二、电力拖动自动控制系统的历史、现状与发展趋势
21世纪进入电力电子智能化时代，特点是电力 电子器件及其控制装置智能化，从而使变频和逆 变技术智能化。
电力电子技术的发展促进了电力拖动自动控制 系统的迅速发展，进一步实现了电力拖动系统的 高效节能和优化控制。
电力拖动和自动控制技术的发展密切相关，控 制系统通过电力电子器件为电机提供了可以控制 的电源，是弱电控制强电的媒介。
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二、电力拖动自动控制系统的历史、现状与发展趋势
交流电机具有结构简单、可靠、价格低等优点， 不调速的地方几乎都采用交流电机。交流电机发展 缓慢的原因是改变其电源频率和转矩控制非常困难， 不能满足生产要求。
随着电力电子技术的飞速发展，由全控型高频率 开关器件组成的脉宽调制逆变器（PWM）取代了晶 闸管方波型逆变器，更有正弦波脉宽调制逆变器 （SPWM）增强了变频器的功能和应用范围。交流 电机控制技术又使其转矩能有效控制，转速响应速 度大大提高。