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機(jī)電系統(tǒng) 紹 這章是處理有關(guān)電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型和機(jī)電模型的。這些機(jī)電系統(tǒng)通過電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能之間的能量轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)的。機(jī)電系統(tǒng)的這個模型很重要 , 因?yàn)樗麄兪谴蠖鄶?shù)控制系統(tǒng)的重要組成。特別注意的是有持續(xù)直流場的電動機(jī) , 是許多控制系統(tǒng)的基本的結(jié)構(gòu)。這一個電動機(jī)被一個簡單的模型描述 ,而且它可以直接地控制馬達(dá)的扭矩。因?yàn)橹绷麟妱訖C(jī)的重要和簡易，所以這章從介紹直流電動機(jī)的模型開始 , 而且呈現(xiàn)直流電動機(jī)典型的負(fù)載組態(tài)。然后根據(jù)機(jī)械能和電能轉(zhuǎn)換的一般理論挑選主題并且強(qiáng)調(diào)在能功能上的一起呈現(xiàn)。提供給我們的 必需的背景來源于有關(guān)電動機(jī)的比較先進(jìn)的模型。這包括一般的交流電動機(jī)和感應(yīng)電動機(jī)的模型。 動機(jī) 紹 電動機(jī)在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時不動的部分被稱為定子。電動機(jī)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的部分叫做轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子被固定在馬達(dá)的負(fù)載軸上。轉(zhuǎn)子的運(yùn)動是由電磁洛侖茲力作用在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的馬達(dá)扭矩決定的。洛侖茲力的產(chǎn)生有許多不同的方法，而電動機(jī)的特性是由洛侖茲力的產(chǎn)生方法決定的。電動機(jī)可分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。電動機(jī)的扭矩能精確地被控制，所以直流電動機(jī)很適合應(yīng)用軟件控制。然而，最近在動力電子學(xué)方面的發(fā)展 , 已經(jīng)使交流電動機(jī)的扭 矩也能被控制，從而使交流電動機(jī)現(xiàn)在也用于精確控制。關(guān)于電動機(jī)的基本參考是 (費(fèi)茲杰羅， 983)，而一本包括控制方法的比較先進(jìn)的教科書是 (996) 。 本的方程式 一個回轉(zhuǎn)式的電動機(jī)有一個隨著角速度旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)軸，而且有一些設(shè)備來設(shè)定電動機(jī)扭矩 m=軸傳到電動機(jī)上的機(jī)械力是 Tω m 而傳遞到負(fù)載上的機(jī)械力是 m 馬達(dá)軸動力學(xué)可以被描述為一個帶 有 同的電動機(jī)是以馬達(dá)扭矩 電動機(jī)中扭矩取決于電磁力在液壓馬達(dá)中受壓液體的壓力，而在渦輪中扭矩是取決于流動液體的流量 ω 達(dá)的轉(zhuǎn)速通常是用轉(zhuǎn)每分鐘來描述的。關(guān)系到 位 s 是 v ? ?動機(jī)構(gòu)模型 一個電動機(jī)通常的轉(zhuǎn)速是從 0到每分鐘 3000轉(zhuǎn)。專門設(shè)計的電動機(jī)可以達(dá)到每分鐘 12000轉(zhuǎn)。和這個相比教，汽車引擎一般是每分鐘 800 對于許多應(yīng)用方ω 來講，負(fù)載所要求的速度是低于馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的，而且必須還要設(shè)置一個減速箱。這就使得負(fù)載可以有一個相對較低的轉(zhuǎn)速，更重要的是，它提供了一個更高的扭矩。 帶有傳動定額 n(圖 的一個減速裝置可以被描述為 ω nω 對于 ) 常量 ω 是黏性摩擦系數(shù)。對于這個摩擦特點(diǎn)的更細(xì)節(jié)的研究 ,見第 5 章 . 馬達(dá)的扭矩可以直接控制，因此 動方式的等式是 m=e+(( )2]} m)- Bω m 為了簡便假設(shè) w>0因此 1 ? m=（ 2 (( )2]?? m 這表示如果速度 0,1) m is of is of on . is so t is a of is mω m=e+(( )2]} m)- Bω m it is m>0 so m)= ? m=（ 2 (( )2]?? m is at m <2 (( )2]