自動(dòng)化元件第一章緒論

課程目的課程內(nèi)容教學(xué)相關(guān)問(wèn)題基本知識(shí)回顧自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，從航空航天、工業(yè)生產(chǎn)到日常生活，無(wú)處不在！是現(xiàn)代工程中非常重要的技術(shù)。掌握和具備專業(yè)系統(tǒng)的思維、方法和技術(shù)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)與創(chuàng)新！

課程目的阿爾法磁譜儀南極科考支撐平臺(tái)四軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺(tái)電視成像制導(dǎo)軋鋼熱軋生產(chǎn)自動(dòng)化輸送線機(jī)器人焊接裝配數(shù)控機(jī)床電動(dòng)自行車電風(fēng)扇清潔機(jī)器人機(jī)器狗汽車電子系統(tǒng)智能家居控制控制系統(tǒng)分解位置反饋輸入信號(hào)偏差主要構(gòu)成元件執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象，控制或改變被控量。測(cè)量元件（傳感器、變送器），將被測(cè)量檢測(cè)出來(lái)并轉(zhuǎn)換成容易處理的量（如電壓）。放大元件將微弱信號(hào)放大，以便驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件。如功率放大器。補(bǔ)償元件（校正元件）為了確保系統(tǒng)穩(wěn)定并使系統(tǒng)達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者增加的元件。學(xué)習(xí)主要電磁類執(zhí)行元件和測(cè)量元件的結(jié)構(gòu)、原理、特性及常用控制線路。了解結(jié)構(gòu)，熟悉原理，掌握特性，正確使用！

課程目的電磁元件在磁場(chǎng)參與下進(jìn)行機(jī)械能與電能或電能與電能之間的轉(zhuǎn)換。包括拖動(dòng)電機(jī)、控制電機(jī)和電磁測(cè)量元件。課程內(nèi)容主要包括：直流電機(jī)變壓器交流電機(jī)常用低壓電器及控制線路幾種特殊電機(jī)及測(cè)量元件

課程內(nèi)容課程特點(diǎn)涉及知識(shí)面廣，機(jī)械、電磁、力學(xué)等綜合作用。—掌握基本定律，抓緊主要問(wèn)題。專業(yè)基礎(chǔ)課，即是基礎(chǔ)理論課，又具有專業(yè)性。—理論與實(shí)踐結(jié)合，建立工程的思想。課程之間的關(guān)系高等數(shù)學(xué)大學(xué)物理電路原理自動(dòng)化元件基礎(chǔ)理論專業(yè)技術(shù)橋梁運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程控制……電氣傳動(dòng)電力系統(tǒng)自控原理電力電子電子技術(shù)檢測(cè)技術(shù)學(xué)習(xí)方法基本結(jié)構(gòu)物理模型數(shù)學(xué)模型運(yùn)行特性感性認(rèn)識(shí)工程實(shí)物基本概念機(jī)電磁熱電磁關(guān)系基本方法基本方程等效電路相量圖特殊問(wèn)題知識(shí)拓展擴(kuò)大視野基本原理工作原理性能高低特性好壞弄清基本概念學(xué)會(huì)基本原理掌握基本方法不斷思考總結(jié)參考書(shū)目電機(jī)原理及拖動(dòng)（第2版），彭鴻才，機(jī)械工業(yè)出版社

自動(dòng)控制元件，馮越，姜艷姝，中國(guó)電力出版社現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)（第2版），王永華

，北京航空航天出版社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)（第四版），顧繩谷，機(jī)械工業(yè)出版社考核方法必修，2學(xué)分，32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)安排期末考試成績(jī)（閉卷）+平時(shí)成績(jī)（作業(yè)+課堂表現(xiàn)）地點(diǎn)：四牌樓校區(qū)動(dòng)力樓119交通：統(tǒng)一安排校車人數(shù)：每次40人時(shí)間：分三次左右完成基本知識(shí)回顧磁場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱磁密，表示為單位面積的磁通量。1.電磁學(xué)基本知識(shí)：磁場(chǎng)強(qiáng)度磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，

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μ為磁導(dǎo)率。取決于磁路介質(zhì)，對(duì)鐵磁材料還取決于其飽和程度。全電流定律（安培環(huán)路定律）描述磁場(chǎng)強(qiáng)度與產(chǎn)生它的電流之間的關(guān)系。設(shè)空間有N根載流導(dǎo)體，環(huán)繞載流導(dǎo)體的任一磁通閉合回路中，磁場(chǎng)強(qiáng)度切線方向沿回路的線積分等于回路包圍電流的代數(shù)和。電流的符號(hào)由右手螺旋法則確定：導(dǎo)體電流的方向與積分路徑的方向呈右手螺旋關(guān)系時(shí)，該電流為正，反之為負(fù)磁路磁通行經(jīng)的路徑。描述磁勢(shì)與磁通關(guān)系（可與電路相比較，將磁通比擬為電流）磁動(dòng)勢(shì)：F=Ni磁阻Rm=l/μSl為磁路的長(zhǎng)度，S為磁路截面積則磁路歐姆定律為Φ=F/Rm鐵磁材料磁化特性鐵磁性材料磁導(dǎo)率是真空磁導(dǎo)率0的2000～6000倍。不是恒量，隨磁場(chǎng)強(qiáng)度H變化。當(dāng)超過(guò)臨界溫度（居里點(diǎn)）時(shí)，磁導(dǎo)率降到真空磁導(dǎo)率。

磁化特性用磁化

曲線表示。

軟磁材料：磁滯回線狹窄，磁導(dǎo)率高。如硅鋼片、純鐵、鑄鋼等。常用來(lái)作電機(jī)、變壓器的鐵心。

硬磁材料：磁滯回線較寬，常用作永磁體。磁滯損耗：磁滯指B的變化滯后于H的變化。鐵磁材料在交變磁場(chǎng)作用下反復(fù)磁化時(shí)將要發(fā)熱，引起的損耗。磁滯損耗與頻率f成正比，磁滯回線的面積越大，磁滯損耗也越大。

渦流損耗：鐵磁材料處于交變的外磁場(chǎng)中時(shí)，鐵心中還會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流在鐵心中引起熱損耗。鐵心采用片狀的并有絕緣薄膜的材料疊壓而成，就是為了減少渦流損耗。鐵心損耗（鐵耗）：磁滯損耗+渦流損耗。電磁感應(yīng)定律交變磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。定義線圈的總磁鏈

則感應(yīng)電勢(shì)引起磁通變化的原因：(1)交變電場(chǎng)引起磁通隨時(shí)間變化。(2)磁通不變，線圈位置改變，磁鏈相應(yīng)變化。

將磁鏈可以看成是時(shí)間和位移的函數(shù)，即Ψ=Ψ(t,x)，則有：變壓器電勢(shì)：旋轉(zhuǎn)電勢(shì)：導(dǎo)線切割磁力線電感不變的線圈磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體會(huì)受電磁力。均均勻磁場(chǎng)中載流導(dǎo)體受到的力：方向：左手定則，手心對(duì)磁場(chǎng)方向，四指指向電流方向，大拇指指向?yàn)殡姶帕Ψ较颉Ｈ珉姍C(jī)轉(zhuǎn)子半徑為r，則電磁轉(zhuǎn)矩為：

電磁力定律（1）基爾霍夫電流定律：任何瞬時(shí)從節(jié)點(diǎn)流出的電流等于流入的電流。

（2）基爾霍夫電壓定律：任一電路中沿某一方向環(huán)繞一周，該回路內(nèi)所有電勢(shì)的代數(shù)和等于所有電壓降的代數(shù)和。（3）參考方向規(guī)定電壓、電流的和回路參考方向，電量參考方向與回路方向一致取正，反之取負(fù)