电力拖动
电力拖动课程教学大纲
一、课程教学目标
１、让学生了解交直流电动机在现代电气运动控制系统基本构成中的重要角色与作用
２、让学生掌握交直流电动机的运行原理和模型建立方法，以及通过平衡方程与等值电路分析电动机运行机械特性、机电能量转换关系的方法
３、让学生掌握运动控制系统中对交直流电动机的起动、调速和制动实施正确控制的基本原理与方法
二、课程设置说明
本课程是机电专业的一门专业技术基础课。通过学习，掌握常用交、直流电机、变压器的基本结构和工作原理，电力拖动系统的基本理论，计算方法和设计方法；同时要求掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表（器）的使用。
三、课程性质
本课程是数控专业一门重要的专业必修课，具较强的系统性、创新性、针对性和实用性。
四、教学内容、基本要求和学时分配（一）教学内容
第1章直流电机
本章教学基本要求
1.1直流电机的结构及基本工作原理1.2直流电机的磁场
1.3直流发电机
1.4直流电动机
1.5直流电机的换向
1.5.1换向的物理过程
1.5.2改善换向的方法
1.6实例（应用）
第2章电力拖动系统基础
本章教学基本要求
2．1电力拖动系统运动方程式
2.2多轴电力拖动系统的简化
2.3生产机械的负载转矩特性
2.4电力拖动系统稳定运行的条件2.5实例（应用）
第3章直流电动机的电力拖动
本章教学基本要求
3.1 他励直流电动机的机械特性
3.2他励直流电动机的启动
3.3他励直流电动机的电动与制动
3.5实例（应用）
第4章变压器
本章教学基本要求
4.1概述
4.2单相变压器的空载运行
4.3单相变压器的负载运行
4.4变压器参数的试验测定
4.5标幺值
4.6变压器的运行特性
4.7三相变压器
4.8其他用途的变压器*
4.9变压器并联运行*
4.10实例（应用）
第5章三相交流电动机
本章教学基本要求
5.1交流电动机的基本工作原理和定子结构
5.2旋转磁动势
5.4三相异步电动机
5.5同步电动机
5.6实例（应用）
第6章三相异步电动机的电力拖动本章教学基本要求
6.1三相异步电动机的机械特性
6.1.1物理表达式
6.1.2参数表达式
6.1.3实用公式
6.2三相异步电动机的启动
6.3三相异步电动机的制动
6.3.1反接制动
6.3.2回馈制动
6.3.3能耗制动
6.2.4异步电动机的软制动和软停车6.4三相异步电动机的调速
6.4实例（应用）
第7章微控电机
本章教学基本要求
7.1 概述
7.2 单相异步电动机
7.3 测速发电机
7.4 伺服电动机
7.5 步进电动机
7.6 其他驱动和控制微电机
7.6.1 自整角机
7.6.2 旋转变压器
7.6.3 无刷直流电动机
第8章电动机容量的选择
本章教学基本要求
8.1电动机选择的主要内容
8.2电动机的发热、冷却与工作制
8.2.1电动机的发热与冷却
8.2.2电动机的工作制
8.3电动机容量的选择
（二）教学基本要求
１、掌握交、直流电机及变压器的基本原理
２、掌握电机的工程计算方法
３、掌握电动机的机械特性、起动及各种运转状态（电动、反接制动、能耗制动、回馈制动）的基本理论
４、掌握电动机调速的基本原理、熟悉调速的技术经济指标
５、通过实验使学生对一般常用的电工仪器能正确使用和选择，对线路连接、实验方法、实验数据的处理和分析、实验报告的编写都具有实际工作能力。
（三）学时分配
总学时：252课时
五、教学手段使用的要求
理论教学为主，结合部分实训内容。
六、教学及教学参考书
电机与拖动基础，陈勇、陈亚爱、蔡军、罗萍、向敏，电子工业出版社，2007年
七、课程实施说明
本部分的教学内容具体，知识重点分布明确，建议由专业教师结合具体工作经验进行教授，能够加强培训对象对数控技术的深刻认识，为从事机械行业工作积累必要的专业知识。
《电力拖动》知识重点
根据电动机的分类，电力拖动分为交流拖动系统和直流拖动系统。用交流异步电动机和交流同步电动机拖动生产机械的系统称为交流拖动系统；以直流电动机拖动生产机械的系统称为直流拖动系统。 根据系统中电动机的数量，电力拖动又分为单机拖动系统和多机拖动系统。单机拖动系统结构简单，应用较广；多机拖动常用于大功率和有特殊控制要求的系统中。 什么是电力拖动？电力拖动系统由哪几部分组成？各部分有何作用？电力拖动是以电力为原动力，通过电气设备（如电动机等）带动生产机械来完成一定的生产任务。电力拖动系统由电源、电动机、生产机械和控制设备等4个基本部分组成。电源的作用是用以向拖动系统提供能源。电动机是生产机械的原动力，它的作用是将电能转变为机械能带动生产机械工作。生产机械是电动机拖动的对象，如提升机、通风机、水泵等。有时生产机械需要改变运行方式传递动力，电动机通过传动装置拖动生产机械完成生产工艺。控制设备是按照生产机械的要求去控制电动机的启动、调速、制动等运行过程的。 采用电动机拖动有哪些优点？ （1）电能输送方便、经济、便于分配 （2）可满足不同类型生产机械的需要，并且拖动效率高； （3）拖动性能好，能达到生产工艺要求的最佳工作状态； （4）能进行远距离监视、测量和控制，便于集中管理，容易实现生产过程的自动化。
机械特性：拖动系统中的转矩改变时，将导致系统速度的变化，它们之间的这种关系称为系统的转矩—转速特性，也称为机械特性。 电动机的机械特性可用特性方程式或特性曲线图表示，它是生产机械选配电动机和分析拖动系统的重要依据。 (P4) 固有机械特性：固有机械特性也称为自然特性，它是在电动机额定电压、额定频率（交流电动机）、额定励磁电流（直流电动机）的条件下，电动机回路无附加电阻或电抗时得到的机械特性。 人为机械特性：人为机械特性也称人工特性，是通过改变电动机的电压、频率、励磁电流以及串接电阻、电抗的方法而得到的机械特性。利用人为特性可以满足不同生产工艺过程的需要。 稳定工作点是指当拖动系统受到瞬时外来干扰后，系统能自动恢复到原来的静态工作点；否则为不稳定工作点。 工作点的稳定性是由电动机的机械特性和生产机械的机械特性二者之间的配合关系所决定的。 （P7） 直流电动机可将直流电转换为机械能，所以它需要直流电源供电。 直流电动机的结构主要由定子和转子两部分组成。定子用于产生磁场；转子通过换向器输入直流电流与磁场相互作用产生电磁转矩。直流电动机的转子通常称为电枢。 根据定子励磁绕组和电枢绕组连接方式的不同，直流电动机可分为他
电力拖动知识点总结
电力拖动知识点总结 导读：电力拖动知识点总结 实训目的：通过电机与拖动的实训，能进一步掌握常用电工工具的使用，识别低压电器及电工材料，安装简单的电气线路，并了解电机拖动的工作原理。 实训内容：认识各种电工工具及使用方法，依照断电延时带直流能耗制动的 Y-△启动的控制电路的原理图，连接线路实训工具：热继电器、交流接触器、时间继电器、保险丝、空气开关、按钮、波浪钳、十字螺丝刀等 实训过程： 1、了解电工工具的使用方法及各电器的一些基本结构，如交流接触器有常开接口与常闭结口等，按钮有红绿黑三种颜色，每一种有分常开与常闭两种按钮。 2、初步了解断电延时带直流能耗制动的Y-△启动的控制电路的工作原理。 3、依照电路图一条线一条线开始接，以线路构成闭合回路来接电路，防止出现错误。 4、遇到的状况：⑴在接线过程中忘记用两种不同颜色的接电路图，以便把主线路与控制线路区分开来，便于出现错误时检查⑵在接线完后，开启电源开关时，电动机便开始运作。这是明显的错误，但由于线路多且导线颜色单。一，检查不出问题的所在⑶在检查不
出问题后，把导线拆卸下来，按电路图重新接上去，在此过程中终于发现原来把控制电路中的两条线一起接在同一个交流接触器的`常开接触点。 实训感想：虽然在这短短的实训过程中，由于时间及自己的不细心，没有把电路接成功，但学到的东西蛮多的。遇到不懂的东西，及时问老师或同学，例如交流接触器的结构如何看，加上自己的思考都得到了解决。 通过此次实训，我觉得细心有多么重要，就像自己所接的电路，因为两条线重接在一起，导致电动机不能正常工作，更严重的有些同学由于自己的马虎，出现了两次短路的情况，把电路线板都烧坏了。所以不管今后在做什么事，都有认真细心对待，尽力把事情做好，才能避免出现不必要的后果，我相信有认真付出就一定会有所收获，自己将会做得更好。 【电力拖动知识点总结】 1.产科知识点总结 2.负数知识点总结 3.师说知识点总结 4.除法知识点总结 5.电路知识点总结 6.分数知识点总结 7.大物知识点总结
电力拖动A卷 答案
《电力拖动与控制线路》试题 A卷大，答案 一、填空题（每空1分，共10分） 1、电力拖动系统是由电源、电动机、控制设备、传动设备四个部分组成。 2、低压断路器在正常情况下可用于接通和切断电路，当电路中发生短路、过载和欠压等故障时，能自动切断故障电路。 3、按钮按静态时触头的分合状态，可分为常开按钮、常闭按钮和复合按钮。 4、工作在额定电压交流1500V及以下或直流1200V及以下的电器称为低压电器。 5、热继电器主要用于电动机的过载保护和断相保护。 6、熔断器在电路中主要用作短路保护，使用时应串联在被保护的电路中。 7、电气控制线路常用电路图、布置图、和接线图表示。 二、选择题（每题1分，共10分） 1、用于照明和电热负载，应选用额定电压220V或250V，额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的（ B ）开启式负荷开关。 A. 单极 B. 两极 C. 三极； 2、交流接触器主触头控制（A），辅助触头控制控制电路电流。 A、主电路电流 B、主电路和控制电路电流 C、控制电路电流 3、交流接触器在电力拖动控制线路中的保护作用是（B） A．短路保护 B．欠压保护、失压保护 C．过载保护 4、熔断器的额定电流应（B）所装熔体的电流。 A．大于 B．大于或等于 C．小于 5、要使三相异步电动机反转，只需要 ( B )。 A、改变电源电压 B、将任两根电源线对调 C、改变电源电流 6、主电路的编号在电源开关的进线端按相序依次为( B )。 A、U、V、W B、L1、L2、L3 C、Ull、Vll、Wll 7、接触器的自锁触头是一对( A )。 A、常开辅助触头 B、常闭辅助触头 C、主触头 8、组合开关的型号规格为HZ10－60/3中，60代表（A） A、额定电流 B、设计序号 C、极数 9、使用组合开关实现接通或分断电路时，把手柄按顺时针或逆时针方向转动（A）。 A. 90° B. 180 ° C. 360°； 10、辅助电路通过的电流一般不超过（ A）。 A. 5A B. 10A C. 15A； 三、判断题（每题1分，共20分）1、开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上，且合闸状态时手柄应朝下。（×） 2、组合开关的通断能力较高，所以用来分断故障电流。（×） 3、低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流。（√） 4、急停按钮应选用红色，停止按钮也允许选用红色。（√） 5、热继电器是利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的继电器。（√） 6、熔断器的额定电流必须小于所装熔体的额定电流。（×） 7、电路图中，不画各电器元件实际的外形图，而采用国家统一规定的电气图形符号画出。（√） 8、电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。（√） 9、在控制线路带电检修故障时，必须有人在现场监护，并要确保用电安全。（√） 10、接触器自锁控制线路具有欠压和失压保护作用。（√） 11、选用熔断器时，熔断器的额定电流值应与熔体的额定电流值相等。（×） 12、按钮的作用就是按动按钮后用来接通电动机的电路的。（×） 13、螺旋式熔断器的电源线应接螺纹壳的上接线座上（×）。 14、在电路图中，熔断器的字母符号为FR表示（×）。 15、行程开关就是依靠运动中的机械机构的机械碰撞或推压后而改变其内部触点状态的控制电器。（√） 16、在电路图中，行程开关的字母符号为QS表示（×）。 17、安装控制线路时电源进线应接在开关的上接线座上（√）。 18、接触器可以替代继电器应用在电气控制系统中。（×） 19、继电器的触头分断能力较大（×）。 20、所谓点动控制是指按下按钮，电动机就得电运转；松开按钮，电动机就失电停转（√）。 四、简答题（每题10分，共30分） 1、画出下列电器元件的图形符号，并标出对应的文字符号。 （1）熔断器（2）交流接触器 KM
电力拖动自动控制知识点总结
第1章 绪论 1、电机的分类？ ①发电机(其她能→电能)直流发电机与交流发电机 ②电动机(电能→其她能) 直流电动机:有换向器直流电动机(串励、并励、复励、她励)与 无换向器直流电动机(又属于一种特殊的同步电动机) 交流电动机:同步电动机 异步电动机:鼠笼式、绕线式、伺服电机 控制电机:旋转变压器 自整角机 力矩电机 测速电机 步进电机(反应式、永磁式、混合式) 2、根据直流电机转速方程 n — 转速(r/min); U — 电枢电压(V) I — 电枢电流(A); R — 电枢回路总电阻( Ω ); Φ — 励磁磁通(Wb);Ke — 由电机结构决定的电动势常数。 三种方法调节电动机的转速:(1)调节电枢供电电压 U ; (2)减弱励磁磁通 Φ;(3)改变电枢回路电阻 R 。 调压调速:调节电压供电电压进行调速,适应于:U ≤Unom,基频以下,在一定范围内无级平滑调速。 弱磁调速:无级,适用于Φ≤Φnom,一般只能配合调压调速方案,在基频以上(即电动机额定转速以上)作小范围的升速。 变电阻调速:有级调速。 问题3:请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点,并说明今后电力传动系统的发展的趋势。 * 直流电机调速系统 优点:调速范围广,易于实现平滑调速,起动、制动性能好,过载转矩大,可靠性高,动态性能良好。 缺点:有机械整流器与电刷,噪声大,维护困难;换向产生火花,使用环境受限;结构复杂,容量、转速、电压受限。 * 交流电机调速系统(正好与直流电机调速系统相反) 优点:异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉,使用环境广,运行可靠,便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。 缺点:调速性能比直流电机差。 * 发展趋势:用直流调速方式控制交流调速系统,达到与直流调速系统相媲美的调速性能;或采用同步电机调速系统、 第2章 闭环控制的直流调速系统 1、常用的可控直流电源有以下三种 ? 旋转变流机组——用交流电动机与直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。 ? 相控整流器——把交流电源直接转换成可控的直流电源。 ? 直流斩波器或脉宽调制变换器——先用不可控整流交流电变换成直流电,然后用PWM 脉宽调制方式调节输出的直流电压。 2、由原动机(柴油机、交流异步或同步电动机)拖动直流发电机 G 实现变流,由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电,调节G 的励磁电流 i f 即可改变其输出电压 U ,从而调节电动机的转速 n 。 这样的调速系统简称G-M 系统,国际上通称Ward-Leonard 系统。 3、晶闸管-电动机调速系统(简称V-M 系统,又称静止的Ward-Leonard 系统), 4、晶闸管触发与整流装置的放大系数与传递函数 在动态过程中,可把晶闸管触发与整流装置瞧成就是一个纯滞后环节,其滞后效应就是由晶闸管的 Φ-=e C IR U n
电力拖动电路图
L1L2L3 FU1 FU2 KM1 KM2 KH SB2 SB3SB1 KM1 KM2 KM1KM2 KH U V W QS KM2 KM1 U ---L1V ---L2W---L3 U ---L3V ---L2W---L1 M 3~ 二、接触器联锁正反转控制线路 L1L2L3 FU1 FU2 KM1 KM2 SB2 SB3 SB1 KM1KM2 U V W QS U ---L1V ---L2W---L3 U ---L3V ---L2W---L1 KM2KM1 M 3~ 三、按钮、接触器双重联锁正反转控制线路 KH KM1 KM2 KH
L1L2L3 FU1FU2 KM1 KM2 KH SB1 SB2 SB3 KM1 KM2 KM1 KH U V W QS KM2 KM1 SQ1 SQ2 KM2 SQ1 SQ2 M 3~ △ 行车 电路组成分析 自动往返控制线路 L1L2L3 KM1 KM2 KH SB2SB3SB1 KM1 KM2 KM1 KH U V W KM2 KM1 SQ1 SQ3SQ2 SQ4 KM2 SQ1SQ2 SQ3 SQ4 FU1 FU2 QS M 3~
L1L2L3 KM1 KM2 KH1KH2 SB2 SB3 SB1 KM1 KM2KM1 KM2 KH1 U V W FU1 FU2 QS M 13～ M 23～ KH2 控制电路实现顺序控制 控制电路实现顺序控制线路 L1L2L3 FU1 FU2 KM KH SB12 SB22 KM KH U V W M 3～ QS SB11SB21KM 二、多地控制电路 多地控制线路
电力拖动自动控制知识点总结
根据直流电机转速方程 n — 转速（r/min ）； U — 电枢电压（V ） I — 电枢电流（A ）； R — 电枢回路总电阻（ Ω ）； Φ — 励磁磁通（Wb ）；Ke — 由电机结构决定的电动势常数。 三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压 U ； （2）减弱励磁磁通 Φ；（3）改变电枢回路电阻 R 。 第1章 闭环控制的直流调速系统 1、常用的可控直流电源有以下三种 ? 旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电 压。 ? 静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。 ? 直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用 电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。 2、由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，调节G 的励磁电流 i f 即可改变其输出电压 U ，从而调节电动机的转速 n 。 这样的调速系统简称G-M 系统，国际上通称Ward-Leonard 系统。 3、晶闸管-电动机调速系统（简称V-M 系统，又称静止的Ward-Leonard 系统）， 4、采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路，脉宽调制变换器（PWM-Pulse Width Modulation ）。 PWM 系统的优点 （1）主电路线路简单，需用的功率器件少； （2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小； （3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右； （4）若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； （5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； （6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 5、晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数 在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。 传递函数近似成一阶惯性环节。 Φ -=e K IR U n s T K s W s s s 1)(+≈
电力拖动自动控制系统论文
A C 1 异步电机的矢量控制理论 本章首先阐述异步电动机的三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得到了它在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，在此基础之上介绍了异步电机的矢量控制原理【14】。 1.1 异步电机的数学模型 由于异步电机矢量控制调速系统的控制方式比较复杂，要确定最佳的方式，必须对系统动静态特性进行充分的研究。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，为了便于研究，一般进行如下假设: （1)三相定子绕组和转子绕组在空间均分布，即在空间互差所产生的磁动势沿气隙圆周按正弦分布，并忽略空间谐波; (2)各相绕组的自感和互感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响; (3)不考虑频率和温度变化对电阻的影响; (4)忽略铁耗的影响。 无论三相异步电动机转子绕组为绕线型还是笼型，均将它等效为绕线转子，并将转子参数换算到定子侧，换算后的每相绕组匝数都相等。这样异步电机数模型等效电路如图1.1所示。 120o
A A A s A s A B B B s B s B C C C s C s C d u i R i R p dt d u i R i R p dt d u i R i R p dt ψψψψψψ?=+=+???=+=+?? ? =+=+?? a a a r a r a b b b r b r b c c c r c r c d u i R i R p dt d u i R i R p dt d u i R i R p dt ψψψψψψ? =+=+?? ? =+=+?? ? =+=+?? /du dt 图1.1 异步电机的物理模型 图1.1中，定子三相对称绕组轴线A 、B, C 在空间上固定并且互差 ， 转子对称绕组的轴线a 、b 、 c 随转子一起旋转。我们把定子A 相绕组的轴线作 为空间参考坐标轴，转子a 轴和定子A 轴间的角度作为空间角位移变量。规定各绕组相电压、电流及磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这样，我们可以得到异步电机在三相静止坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 1.1.1 异步电机在三相静止坐标系下的数学模型 1、三相定子绕组的电压平衡方程为 (1-1) 式中以微分算子P 代替微分符号 相应地，三相转子绕组折算到定子侧的电压方程 (1-2) 式中：为定子和转子相电压的瞬时值； 为定子和转子相电流的瞬时值； 为定子和转子相磁链的瞬时值； 为定子和转子电阻。 将定子和转子电压方程写成矩阵形式： 120o θ,,,,,A B C a b c u u u u u u ,,,,,A B C a b c i i i i i i ,,,,,A B C a b c ψψψψψψ,s r R R
电力拖动自动控制系统论文
东华大学研究生课程论文封面 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的课程论文，是本人独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人 亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：洪豪 注：本表格作为课程论文的首页递交，请用水笔或钢笔填写。
步 电 机 的 矢 量 控 制 理 论 本章首先阐述异步电动机的三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得 到了它在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，在此基础之上介绍了异步 电机的矢量控制原理【14 】。 1.1异步电机的数学模型 由于异步电机矢量控制调速系统的控制方式比较复杂，要确定最佳的方式，必须对 系统动静态特性进行充分的研究。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变 量系统，为了便于研究，一般进行如下假设： (1) 三相定子绕组和转子绕组在空间均分布， 即在空间互差1200 所产生的磁动势沿 气隙圆周按正弦分布，并忽略空间谐波； (2) 各相绕组的自感和互感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响 ； (3) 不考虑频率和温度变化对电阻的影响； (4) 忽略铁耗的影响。 无论三相异步电动机转子绕组为绕线型还是笼型，均将它等效为绕线转子，并将转 子参数换算到定子侧，换算后的每相绕组匝数都相等。这样异步电机数模型等效电路如 图1.1所示。 图1.1异步电机的物理模型 图1.1中，定子三相对称绕组轴线 A 、B, C 在空间上固定并且互差1200 ，转子对 称绕组的轴线 a 、 b 、 c 随转子一起旋转。我们把定子 A 相绕组的轴线作为空间参考坐标 轴，转子a 轴和定子A 轴间的角度，作为空间角位移变量。规定各绕组相电压、电流及 磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这样，我们可以得到异步电机在三相静 止坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 1.1.1异步电机在三相静止坐标系下的数学模型 1、三相定子绕组的电压平衡方程为 (1-1) 式中以微分算子P 代替微分符号 相应地，三相转子绕组折算到定子侧的电压方程 (1-2) 式中：U A ,U B ,U C ,U a ，U b ,U c 为定子和转子相电压的瞬时值； iA ，iB ，i C ，ia ，ib ，ic 为定子和转子相电流的瞬时值； 屮 屮 屮 屮 屮 屮 A, B, C, a, b, c 为定子和转子相磁链的瞬时值； Rs,Rr 为定子和转子电阻。 将定子和转子电压方程写成矩阵形式：
《电机与电力拖动》
成都理工大学《电机与电力拖动》复习资料 一、填空题 1. 变压器的主要结构部件是_________________和_________________。 2. 变压器油的作用，一是_________________；二是_________________。 3.变压器空载电流的大小约为额定电流的_________________倍，其性质是_________________。 4. 变压器负载运行时，一次电流包括_________________和_________________两个分量。 5.三相变压器的连接组别取决于_________________，_________________和_________________三个因素。 6. 变压器的励磁阻抗由__________试验测得，短路阻抗由_________试验测得。 7. 自耦变压器的一、二次绕组之间既有_________联系，又有_________连接。 8. 电焊变压器具有_________的外特性，常采用_________和_________方法增大漏抗。 二、判断题 1、变压器既能变换电压，又能变换电流。（） 2、变压器既能变换交流电压，又能变换直流电压。（） 3、变压器铁心中的主磁通幅值大小是由一、二次电流决定的。（） 4、由于变压器一、二次电流的相位相反，所以二次电流越大，一次电流越小。（） 5、变压器的空载损耗主要是铁损耗。（） 6、做变压器短路试验时，在高压侧加短路电压或在低压侧加短路电压测得的结果是一样的。（） 7、三相变压器并联运行时，短路阻抗大的变压器分担的负载小。（） 8、三绕组变压器的额定容量就是每个绕组的额定容量。（） 9、电压互感器运行时，近似于空载状态。（） 10、电流互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地。（） 15、调节同步发电机的励磁电流时，输出有功功率和无功功率都将发生变化。（） 16、同步电动机本身没有启动转矩，所以它不能自行启动。（） 17、同步电动机空载运行时，调节转子励磁电流大小，仅能改变从电网吸取的无功功率。（） 18、同步电动机的转子励磁电流过小时，会导致失步运行。（） 19、为了改善电网功率因数，同步电动机常常运行在欠励磁状态。（）
最新《电力拖动》知识重点
（P1） 根据电动机的分类，电力拖动分为交流拖动系统和直流拖动系统。用交流异步电动机和交流同步电动机拖动生产机械的系统称为交流拖动系统；以直流电动机拖动生产机械的系统称为直流拖动系统。 根据系统中电动机的数量，电力拖动又分为单机拖动系统和多机拖动系统。单机拖动系统结构简单，应用较广；多机拖动常用于大功率和有特殊控制要求的系统中。 什么是电力拖动？电力拖动系统由哪几部分组成？各部分有何作用？ 电力拖动是以电力为原动力，通过电气设备（如电动机等）带动生产机械来完成一定的生产任务。电力拖动系统由电源、电动机、生产机械和控制设备等4个基本部分组成。电源的作用是用以向拖动系统提供能源。电动机是生产机械的原动力，它的作用是将电能转变为机械能带动生产机械工作。生产机械是电动机拖动的对象，如提升机、通风机、水泵等。有时生产机械需要改变运行方式传递动力，电动机通过传动装置拖动生产机械完成生产工艺。控制设备是按照生产机械的要求去控制电动机的启动、调速、制动等运行过程的。 采用电动机拖动有哪些优点？ （1）电能输送方便、经济、便于分配 （2）可满足不同类型生产机械的需要，并且拖动效率高； （3）拖动性能好，能达到生产工艺要求的最佳工作状态； （4）能进行远距离监视、测量和控制，便于集中管理，容易实现生
产过程的自动化。 （P3） 机械特性：拖动系统中的转矩改变时，将导致系统速度的变化，它们之间的这种关系称为系统的转矩—转速特性，也称为机械特性。 电动机的机械特性可用特性方程式或特性曲线图表示，它是生产机械选配电动机和分析拖动系统的重要依据。 (P4) 固有机械特性：固有机械特性也称为自然特性，它是在电动机额定电压、额定频率（交流电动机）、额定励磁电流（直流电动机）的条件下，电动机回路无附加电阻或电抗时得到的机械特性。 人为机械特性：人为机械特性也称人工特性，是通过改变电动机的电压、频率、励磁电流以及串接电阻、电抗的方法而得到的机械特性。利用人为特性可以满足不同生产工艺过程的需要。 稳定工作点是指当拖动系统受到瞬时外来干扰后，系统能自动恢复到原来的静态工作点；否则为不稳定工作点。 工作点的稳定性是由电动机的机械特性和生产机械的机械特性二者之间的配合关系所决定的。 （P7） 直流电动机可将直流电转换为机械能，所以它需要直流电源供电。 直流电动机的结构主要由定子和转子两部分组成。定子用于产生磁场；转子通过换向器输入直流电流与磁场相互作用产生电磁转矩。直流电动机的转子通常称为电枢。
电力拖动自动控制基础知识点总结
根据直流电机转速方程 n — 转速（r/min ）； U — 电枢电压（V ） I — 电枢电流（A ）； R — 电枢回路总电阻（ Ω ）； Φ — 励磁磁通（Wb ）；Ke — 由电机结构决定的电动势常数。 三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压 U ； （2）减弱励磁磁通 Φ；（3）改变电枢回路电阻 R 。 第1章 闭环控制的直流调速系统 1、常用的可控直流电源有以下三种 ? 旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电 压。 ? 静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。 ? 直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用 电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。 2、由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，调节G 的励磁电流 i f 即可改变其输出电压 U ，从而调节电动机的转速 n 。 这样的调速系统简称G-M 系统，国际上通称Ward-Leonard 系统。 3、晶闸管-电动机调速系统（简称V-M 系统，又称静止的Ward-Leonard 系统）， 4、采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路，脉宽调制变换器（PWM-Pulse Width Modulation ）。 PWM 系统的优点 （1）主电路线路简单，需用的功率器件少； （2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小； （3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右； （4）若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； （5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； （6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 5、晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数 在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。 传递函数近似成一阶惯性环节。 Φ-=e K IR U n s T K s W s s s 1)(+≈
电机与电力拖动
一、填空题 1、直流电机由__________与__________两大部分组成，定子与转子之间 有空隙,称为__________。定子部分包括_________、_________、_________、_________、电刷等装置。 2、低压电器是指工作在交流电压___________V，或直流电压 __________V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。 3、电枢绕组是由结构、形状相同的线圈组成，线圈有________、 ___________之分。直流电机磁场由___________、___________合成。 4、低压电器按用途可分为_____________、_____________、 _____________ 、配电电器和执行电器。 5、接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的 _______________电器。接触器通常分为_____________和_____________。其文字符号是___________。 6、简述交流接触器的动作过程：线圈通电_____________ _ ___________ 电机接通电源。 7、____________是指直流电机正、负电刷之间的感应电动势，也就是每 条支路里的感应电动势。 8、接触器主触头用于主电路，接触器辅助触头用于__________电路，接 触器线圈连接于_________电路。 9、______________是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变化来 接通或断开所控制的电路，以实现自动控制或完成保护任务的自动电 器。 10、根据直流电动机励磁绕组和电枢绕组与电源连接关系的不同，直流 电动机可分为_________、_________、_________、_________电动机 等类型。 11、电力拖动系统一般由________、________、________、________和 电源5部分组成。 12、他励直流电动机的电气制动：___________、___________、
电力拖动控制线路安装新法
2009年全国技工教育和职业培训 优秀教研成果评选活动参评论文 电力拖动控制线路安装新法 电力拖动控制线路安装新法 内容提要：分别从电器元件的布置、接线位置在图上的标注、接线和线路检查等几个方面详细介绍了电力拖动控制线路的安装技能训练的教学方法。 关键词：电力拖动线路安装方法 电力拖动控制线路的安装课题虽然传统，但在电工专业初、中级操作技能训练内容中仍是一非常重要的课题。过去，我们曾用大量的时间、人力、物力对学生进行此项训练，但由于没有一套详细到每一具体操作细节的教学方法，学生在操作过程中，一边接线，一边还要考虑下一步如何进行，这样不仅操作速度慢，而且容易出现错误，不易掌握，教学效果很不理想。经过多年的教学实践，我总结出一套有关线路安装的比较科学的教学方法。采用这套方法教学，可以使学生在很短的时间内掌握较复杂线路安装的技巧。掌握这套方法教学，不仅可以以最短的时间、最简捷的布线，正确地安装较复杂线路，而且还能以最快的速度，在不通电的情况下检查所接线路是否正确。若有故障也能很快找到并正确处理。 用此法教学前学生必须具备的两点知识： 1、掌握一定的电路分析能力
这对掌握电路工作原理，理解电路中各元件动作过程，特别是对线路安装完毕后的检查和故障的分析与排除提供必要的理论指导。 2、掌握常用电器元件的结构、用途和调整方法。 下面谈谈用此法教学的四个步骤： 一、布置电器元件 根据电动机控制电路中主、辅电路的连接特点，以方便接线为原则，确定如熔断器、接触器、中间继电器、时间继电器、热继电器、按扭等元件在电工模拟板上位置。根据我们的教学经验，在元器件不太多的情况下，接触器、中间继电器、时间继电器，这些元件在电工模拟板的中间从左到右顺序一字排开比较合适，如图1这样布置，不管电路多复杂，也不会出现布线困难，更不会出现交叉线的情况。确定合理的元件位置是做好接线工艺的基础，元件位置设计得是否合理将影响到后序的工艺过程，以至决定接线后整体板面是否美观。 二、在图上标注接线位置，画按扭接线图 先在原理上标注各连接点的实际位置，然后根据自己编制的连接位置，在实物上找到相应的点后进行连接，这是我总结的这套教学方法的核心部分。 具体方法是这样的：首先要对各元件中各接点进行命名，以常用的CJ10-10交流接触器为例进行说明，如图2所示（俯视图），以图中虚线为界，所有在虚线以上的接点均叫“上桩头”，所有在虚线以下部分的接点均叫“下桩头”，主触头用1、3、5号表示，辅助触头以2、4号表示，另外还有线圈的上、下桩头，这样每一个接触器所有的接头
电力拖动自动控制系统-运动控制系统答案,完整版..
事情是这样的，一个月前我的同事小度找到我吐槽…… 当时一听这话直接吓的我都坐地上了！！！完蛋了，莫不是要我卷铺盖了… 但听完接下来的话我又爬了起来（老板拜托你说话不要大喘气好不好！） 领导指着电脑： 哧，还以为什么事儿呢。我镇定地捋了捋头发站好： “老板你放心，不就是发福利么，这事儿包我身上了。” 虽然话放出去了，但说实话这一大堆福利具体怎么发心里还真没底。 但毕竟小度好歹是全国新媒体编辑里机智程度排名前一万的人，经过好几夜的苦思冥想后…哦呵呵呵… 第五章 思考题 5-1 对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？ 答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0 可行？为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保存电压恒定？ 答：当异步电动机在基频以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果磁通，又会使铁心饱和， 从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损 坏电动机。由此可见，最好是保持每极磁通量为额定值不变。当频率从额定值向下调节时，必须同时降低 E g 使 1 4.44常值S g S N mN E N K f ，即在基频以下应采用电动势频 率比为恒值的控制方式。然而，异步电动机绕组中的电动势是难以直接检测与控制的。 当电 动势值较高时，可忽略定子电阻和漏感压降，而认为定子相电压s g U E 。 在整个调速范围内，保持电压恒定是不可行的。在基频以上调速时，频率从额定值向上升高，受到电动机绝缘耐压和磁路饱和的限制， 定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变， 这将导致磁通与频率成反比地降低， 使得 异步电动机工作在弱磁状态。5-3 异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式？为 什么？所谓恒功率或恒转矩调速方式， 是否指输出功率或转矩恒定？若不是， 那么恒功率或 恒转矩调速究竟是指什么？ 答：在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式；在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，输出功率基本不变，属于“近似的恒功率调速”方式。 5-4基频以下调速可以是恒压频比控制、 恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式， 从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。答： 恒压频比控制：恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移， 硬度也较 好，能够满足一般的调速要求，低速时需适当提高定子电压， 以近似补偿定子阻抗压降。在 对于相同的电磁转矩，角频率越大， 速降落越大，机械特性越软，与直流电动机弱磁调速相 似。在基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点， 但负载变化时定子 压降不同，将导致磁通改变，因此需采用定子电压补偿控制。 根据定子电流的大小改变定子 电压，以保持磁通恒定。 恒定子磁通：虽然改善了低速性能， 但机械特性还是非线性的，仍受到临界转矩的限制。频 率变化时，恒定子磁通控制的临界转矩恒定不变。恒定子磁通控制的临界转差率大于恒压 频比控制方式。恒定子磁通控制的临界转矩也大于恒压频比控制方式。 控制方式均需要定子 电压补偿，控制要复杂一些。恒气隙磁通：虽然改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，仍受到临界转矩的限制。保 持气隙磁通恒定： 1 常值g E ，除了补偿定子电阻压降外，还应补偿定子漏抗压降。与 精品文档 1、电力拖动实现了电能与机械能之间的能量转变。 2、电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是什么？ 通过控制电动机电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，是各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。 3、运动控制系统及其组成 运动控制系统由电动机及负载、功率放大与变换装置、控制器及相应传感器构成 4、控制器分模拟控制器和数字控制器两类，现在更多采用全数字控制器 5、信号转换 电压匹配、极性转换、脉冲整形等 6、交流调速系统和直流调速系统的区别。 直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。 交流电动机具有结构简单等诸多优点，但动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性质。 7、同步电动机的转速和电源频率严格保持同步 8、转矩控制是运动控制的根本问题。磁链控制与转矩控制同样重要。 9、几种典型的生产机械负载转矩特性。 恒转矩负载特性： 恒功率负载特性： 风机、泵类负载特性： 10、调速系统是电力拖动控制系统中最基本的系统 11、调节直流电动机转速的方法 （1）调节电枢供电电压； （2）减弱励磁磁通； （3）改变电枢回路电阻。 自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。 13、 晶闸管整流器-电动机调 速系统（V-M 系统）原理图 VT 是晶闸管整流器，通过调节触发装置GT 的控制电压Uc 来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压Ud ，事先平滑调速。 14、V-M 系统有点 门极电流可以直接用电子控制；有快速的控制作用；效率高 15、 触发装置GT 的作用 把控制电压Uc 转换成触发脉冲的触发延迟角α，用以控制整流电压，达到变压调速的目的。 16、带负载单相全控桥式整流电路的输出电压和电流波形 由于电压波形的脉动，造成了电流波形的脉动。 17、V —M 系统主电路如何出 现电流连续和断续两种情况。 当V-M 系统主电路有足够大的电感量，而且电动机负载电流也足够大时，整流电流有连续脉动波形。 当电感较小或电动机的负载电流较轻时，瞬时电流id 上升阶 段储能不大；等到id 下降时，能量释放，下一相未被触发之前，id 已衰减到零，所以断续。 18、抑制电流脉动的措施 增加整流电路相数，或采用多重化技术；设置电感量足够大的平波电抗器。 19、V-M 系统机械特性 在电流连续区，显示出较硬的机械特性 在电流断续区，机械特性很软，呈非线性上翘，使理想空载转速很高 20、动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成一个纯滞后环节。 21、失控时间 滞后作用是由晶闸管整流装置的失控时间引起的。 失控时间是个随机值。 最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类 型有关。 最大失控时间 ： 22、依据工程近似处理的原则，可忽略高次项，把整流装置近似看作一阶惯性环节 23、晶闸管整流器运行中存在的问题。 晶闸管是单项导电的，给电动机的可逆运行带来困难； 晶闸管对过电压过电流敏感； 在低速运行时，晶闸管的导通角很小，使系统的功率因数也随之减小。 24、与V-M 相比，直流PWM 调速系统的优越性。 1）主电路简单，需要的电力电子器件少 2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较少。 3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽 4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强 5）器件工作在开关状态，装置效率高。 6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 24、PWM 变换器的作用。 用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序 列，从而可以改变平均输出电压大小，以调节电动机转速。 26、PWM 的机械特性方程 28、对于调速系统转速控制的要求： （1）调速——在一定的最高转 速和最低转速范围内调节转 L T =常数 m m L L P T ωω= = 常数 2 2 m n L T ω∝ ∝mf T s 1 max = e m e e m e e s T C C R n T C C R C U n -=-= 0γ 1、电力拖动实现了电能与机械能之间的能量转变。 2、电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是什么？ 通过控制电动机电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，是各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。 3、运动控制系统及其组成 运动控制系统由电动机及负载、功率放大与变换装置、控制器及相应传感器构成 4、控制器分模拟控制器和数字控制器两类，现在更多采用全数字控制器 5、信号转换 电压匹配、极性转换、脉冲整形等 6、交流调速系统和直流调速系统的区别。 直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。 交流电动机具有结构简单等诸多优点，但动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性质。 7、同步电动机的转速和电源频率严格保持同步 8、转矩控制是运动控制的根本问题。磁链控制与转矩控制同样重要。 9、几种典型的生产机械负载转矩特性。 恒转矩负载特性： 恒功率负载特性： 风机、泵类负载特性： 10、调速系统是电力拖动控制系统中最基本的系统 11、调节直流电动机转速的方法 （1）调节电枢供电电压； （2）减弱励磁磁通； （3）改变电枢回路电阻。 自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。 13、 晶闸管整流器-电动机调 速系统（V-M 系统）原理图 VT 是晶闸管整流器，通过调节触发装置GT 的控制电压Uc 来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压Ud ，事先平滑调速。 14、V-M 系统有点 门极电流可以直接用电子控制；有快速的控制作用；效率高 15、 触发装置GT 的作用 把控制电压Uc 转换成触发脉冲的触发延迟角α，用以控制整流电压，达到变压调速的目的。 16、带负载单相全控桥式整流电路的输出电压和电流波形 由于电压波形的脉动，造成了 电流波形的脉动。 17、V —M 系统主电路如何出现电流连续和断续两种情况。 当V-M 系统主电路有足够大的电感量，而且电动机负载电流也足够大时，整流电流有连续脉动波形。 当电感较小或电动机的负载电流较轻时，瞬时电流id 上升阶段储能不大；等到id 下降时， 能量释放，下一相未被触发之前，id 已衰减到零，所以断续。 18、抑制电流脉动的措施 增加整流电路相数，或采用多重化技术；设置电感量足够大的平波电抗器。 19、V-M 系统机械特性 在电流连续区，显示出较硬的机械特性 在电流断续区，机械特性很软，呈非线性上翘，使理想空载转速很高 20、动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成一个纯滞后环节。 21、失控时间 滞后作用是由晶闸管整流装置的失控时间引起的。 失控时间是个随机值。 最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。 最大失控时间 ： 22、依据工程近似处理的原则，可忽略高次项，把整流装置近似看作一阶惯性环节 23、晶闸管整流器运行中存在的问题。 晶闸管是单项导电的，给电动机的可逆运行带来困难； 晶闸管对过电压过电流敏感； 在低速运行时，晶闸管的导通角很小，使系统的功率因数也随之减小。 24、与V-M 相比，直流PWM 调速系统的优越性。 1）主电路简单，需要的电力电子器件少 2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较少。 3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽 4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强 5）器件工作在开关状态，装置效率高。 6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 24、PWM 变换器的作用。 用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电 压大小，以调节电动机转速。 26、PWM 的机械特性方程 28、对于调速系统转速控制的要求： （1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内调节转速； （2）稳速—— 以一定的精度在 L T =常数 m m L L P T ωω= = 常数 2 2 m n L T ω∝ ∝mf T s 1 max = e m e e m e e s T C C R n T C C R C U n -=-= 0γ最新电力拖动自动控制知识点整理
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