日常生活中的電機(jī)應(yīng)用舉例

1、日常生活中的電機(jī)應(yīng)用舉例,——周力揚(yáng)、劉瑤、閆涵,總目,一、生活中的電機(jī)二、伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用舉例三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用舉例四、三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用舉例五、個(gè)人感悟,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(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作

2、執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)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(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。,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(dòng)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,伺

3、服系統(tǒng)的原理,原理：伺服主要靠脈沖來(lái)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(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)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(huì)發(fā)出對(duì)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)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)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(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。,各種類型數(shù)控機(jī)床,,

4、用數(shù)控機(jī)床加工一個(gè)零件的過(guò)程見圖 零件圖 數(shù)控系統(tǒng) 機(jī)床,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(guò)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

5、，再由伺服系統(tǒng)將其變換和放大后驅(qū)動(dòng)機(jī)床上的主軸電機(jī)和進(jìn)給伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程。數(shù)控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是完成了手工加工中操作者的部分工作。,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(dòng)。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以機(jī)床移動(dòng)部件（如工作臺(tái)）的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，通常由伺服驅(qū)動(dòng)裝置、伺服電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及執(zhí)行部件組成。

6、 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(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給或快速運(yùn)動(dòng)。 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)能根據(jù)指令信號(hào)精確地控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)速度與位置，以及幾個(gè)執(zhí)行部件按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)所合成的運(yùn)動(dòng)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

7、“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。,對(duì)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(tái)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(tái)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(guò)程后，

8、達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來(lái)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(dòng)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(dòng)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(hào)的響應(yīng)要快，跟隨誤差小。4.   調(diào)速范圍寬

9、 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。,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(wèn)題； 　　2、轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～3000轉(zhuǎn)； 　　3、適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)

10、和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)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(huì)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(chǎng)合； 　　5、及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)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(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是：平常看到的那種普通的電機(jī)，斷電后它還會(huì)因?yàn)樽陨淼膽T性再轉(zhuǎn)一會(huì)兒，然后停下。而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是說(shuō)停就停，說(shuō)走就走，反應(yīng)極快。但步進(jìn)電機(jī)存在失步現(xiàn)象。,,總結(jié),伺服電機(jī)的應(yīng)

11、用領(lǐng)域太多了?；旧现灰且袆?dòng)力源的，而且對(duì)精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(dòng)化生產(chǎn)線等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備。而我也相信，隨著未來(lái)科技的進(jìn)步，更先進(jìn)的伺服電機(jī)也會(huì)在其應(yīng)用領(lǐng)域中爆發(fā)更璀璨的光彩！,返回目錄,步進(jìn)電動(dòng)機(jī),工作原理極其特點(diǎn)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的離散值控制電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)每當(dāng)輸入一個(gè)電脈

12、沖就動(dòng)一步，所以又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)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(hào)有直流脈沖、方波、多相方波和邏輯序列多種。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距和速度不受電壓波動(dòng)、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(dòng)機(jī)的速度。,應(yīng)用：,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)用于開環(huán)數(shù)字控制，可大大簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配以位置檢測(cè)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)

13、器、繪圖機(jī)、數(shù)控機(jī)床、閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、定位平臺(tái)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)種類繁多，按運(yùn)動(dòng)形式分為旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直線式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。,實(shí)例：,針式打印機(jī)驅(qū)動(dòng) 針式打印機(jī)是利用機(jī)械和電路驅(qū)動(dòng)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(lái)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)動(dòng)控制電路兩大部分組成．在打印過(guò)程中共有三種機(jī)械運(yùn)動(dòng)：打印頭橫向運(yùn)動(dòng)、打印紙縱向運(yùn)動(dòng)和打印針的擊針運(yùn)動(dòng)。

14、 這些運(yùn)動(dòng)都是由軟件控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)一些精密機(jī)械來(lái)執(zhí)行的，其中打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(又稱為字車機(jī)構(gòu))就是利用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及齒輪減速裝置，由同步齒形帶驅(qū)動(dòng)字車橫向運(yùn)動(dòng)，其步進(jìn)速度由一個(gè)單元時(shí)間內(nèi)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)來(lái)決定-改變步進(jìn)速度即可改變打印字距。,返回目錄,三相異步電動(dòng)機(jī),工作原理： 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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

15、組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。,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(huì)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(huì)用到。,風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,環(huán)顧一下你的房間，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)到處都有電動(dòng)機(jī)

16、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)計(jì)一下找到的所有電動(dòng)機(jī)。從廚房開始，以下位置會(huì)使用電動(dòng)機(jī)： 爐子上方和微波爐中的風(fēng)扇 洗滌槽下面的排污器 攪拌機(jī) 冰箱——事實(shí)上它有兩到三個(gè)電動(dòng)機(jī)：一個(gè)供壓縮機(jī)用，一個(gè)供冰箱內(nèi)部風(fēng)扇用，還有一個(gè)供制冰機(jī)用 甚至烘箱上的時(shí)鐘也有可能使用了電動(dòng)機(jī) 。雜物間中的以下位置使用了電動(dòng)機(jī)： 洗衣機(jī) 干燥機(jī) 真空吸塵器和微型真空除塵器,甚至在浴室也可以找到電動(dòng)機(jī)： 風(fēng)扇