电力拖动
1电力拖动的优点：1电能的传输和分配非常方便。2电动机的种类规格很多，它们具有各种各样的特性能在在很大程度上满足大多数生产机械的不同要求。3电力拖动系统
的操作和控制比较简便，便于实现自动控制和远程操作。2电力拖动：用电动机使生产机械的工作机构产生运动。3电力拖动系统：由电动机、生产机械及它们之间的拖动设备、必要的电气控制设备等组成的整体。
4电力拖动系统的组成：凡是由电动机作为动力，拖动各类机械完成一定的生产工艺要求的系统，都称为电力拖动系统
5电力拖动系统一般由电动机、传动机构、生产机械、电源和控制设备5部分组成。
6运动方程的符号规定：1以电动机通常处于电动状态时的旋转方向为规定正方向。2转速的方向与规定正方向相同时为正，相反时为负。3电磁转矩的方向与规定正方向相同时为正，相反时为负。4负载转矩与规定正方向相反时为正，相同时为负。
7工作机构的转矩和飞轮矩的折算
折算原则：折算前后系统传递的功率及系统所存储动能不变
放下重物;是重物在重力作用下拉着系统反向运动，电机的电磁转矩反而是在阻碍运动
由上面的公式可知当时，电动机的提升转矩只有一半去克服重力，另一半则消耗在传动机构中。因此在下放时，重力作用刚好和耗损平衡，电动机不再承担任何转矩。如果则损耗更大，下放时重力产生的转矩不足以克服传动机构的损耗转矩，因此电动机必须产生与转速方向相同的转矩，以帮助重物下放，此时称为强迫下放。
8生产机械的典型负载转矩特性：电力拖动系统的运行状态取决于电动机及其负载。因此我们就必须知道电动机电磁转矩M与转速n的关系（电机的机械特性），也要知道生产机械的负载转矩Mz与转速n的关系（生产机械的负载转矩特性）。
9典型的负载转矩类型：1恒转矩负载特性2恒功率负载特性3泵类负载特性
10恒转矩负载特性：1负载转矩Mz与转速无关，始终保持为常数2反抗性恒转矩负载又称为摩擦转矩负载，其特点是负载转矩作用的方向始终与运动方向相反。如皮带输送机、机床刀架。3位能性恒转矩负载特点是转矩的大小和方向恒定不变。当转速方向和负载方向一致为制动性力矩，当转速方向和负载方向相反为拖动性力矩，起重机提升和下降重物
恒功率负载特性：当转速n变化时，负载从电动机轴上吸收的功率基本不变。
泵类负载特性：空气、水、油等介质对机器叶片的阻力基本上和转速的平方成正比
11电力拖动系统稳定运行条件：所谓稳定平衡状态，是指电力拖动系统在某种扰动作用下，离开了平衡位置，在新的条件下达到新的平衡，并且在扰动消失后，还能回到原来的平衡位置。平衡状态是否稳定，取决于生产机构与电动机的两条特性曲线的配合。
12直流电机的用途：直流电机是电机的主要类型之一。一台直流电机即可作为发电机使用，也可作为电动机使用，用作直流发电机可以得到直流电源，而作为直流电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，仍得到广泛使用。
13直流电动机工作原理：当给电刷施加一直流电压，导体中就有电流流过，导体在磁场作用下产生逆时针方向力矩。转子在该电磁力矩作用下对外输出机械功率
14电刷装置：由电刷、刷握、刷杆、压紧弹簧等组成，它的作用是连接转动和静止之间的电路。
15换向器：由许多相互绝缘的换向片组成，作用是将电枢绕组中的交流电整流成刷间的直流电或将刷间的直流电
逆变成电枢绕组中的交流电。
16他励直流电动机：励磁绕组与电枢绕组采用两个电源供电，各有各的电源开关，没有直接的电联系。
17并励直流电动机：励磁绕组和电枢绕组并联，采用同一个电源U供电，由一个开关控制。
18串励直流电动机：励磁绕组与电枢绕组串联之后，外接一个直流电源，由一个开关控制。
19复励直流电动机：这种电动机中既有串励又有并励，一部分励磁绕组与电枢绕组串联，另一部分励磁绕组再与电枢绕组并联。
20在实际运行时，电机各物理量在额定值时的运行，称为额定运行。电机处于额定运行状态，具有良好的性能，工作可靠。当电机电流小于额定电流时的运行，称为欠载运行，电机长期欠载，效率不高，造成浪费；当电机电流大于额定电流时的运行，称为过载运行，长期过载，使电机过热，降低使用寿命甚至损坏电机。所以额定值是选择电机的依据，应根据实际使用情况，合理选择电机容量，使电机工作在额定运行状态。
21他励直流电动机的机械特性：所谓电动机的机械特性，是指在一定条件下电动机产生的电磁转矩M与转速n之间的关系，是电动机主要机械性能的体现。因此他励直流电动机的机械特性是指，在电源电压U、磁通Φ及电枢回路总电阻Ra均为固定值的条件下，电动机的电磁转矩M与转速n之间的关系，即
21固有机械特性：当电动机电枢两端的电压为额定值气隙每极磁通量为额定值电枢回路不串联电阻，的情况下所对应的机械特性曲线，称为他励直流电动机的固有机械特性。
22固有机械特性曲线具有以下特点：1固有机械特性与纵轴的交点为理想空载转速2固有机械特性与横轴的交点为堵转点或启动点3固有机械特性是一条下斜直线，斜率为22人为机械特性：电力拖动系统运行时，经常需要人为的改变电动机的工作条件，以获得所需要的机械特性，这种特性统称为人为机械特性。在运行时可改变的量有：电枢端电压U，气隙每极磁通量Φ及电枢回路总电阻Ra。变更不同量时得到的不同机械特性，电枢回路串连电阻RΩ的人为机械特性
23在电枢回路串联不同电阻的人为机械特性曲线上，因电枢电压及磁通仍为额定值Ue及Фe，故理想空载转速n0仍保持固有机械特性的值，不因所串联电阻的大小而改变。特性曲线斜率β值则随RΩ的增大而增大。所串联的电阻越大，曲线越陡，特性越软。所以，电枢回路串联不同电阻的人为机械特性是一簇过理想空载点向下倾斜的
放射形直线。
24改变供电电压U的人为机械特性曲线：在改变供电电压的人为机械特性曲线上，理想空载转速n0点随着电压的降低而下移，机械特性曲线的斜率则保持不变，即硬度不变。所以改变电压得到的人为机械特性曲线是一组与固有特性曲线平行的直线。在电压时机械特性曲线通过坐标原点。
25减弱磁通Φ的人为特性：在减弱磁通量的人为机械特性曲线上，理想转速n0与磁通Ф成反比，n0点随着磁通的减小而上移。同时，由于β与Ф2成反比，因此电动机机械特性曲线的斜率β随着磁通量的减少而增大。所以，不同励磁电流时的弱磁机械特性是一组既不平行，又无共同交点的直线。磁通越小，理想空载转速越高。
26固有机械特性的计算与曲线绘制：他励直流电动机的固有机械特性曲线是一直线，而任一直线只需任意两点便可以确定。
27直流电动机的启动：指直流电动机接通电源后，转速由0上升到带负载后的稳定转速之间的全过程。
28他励直流电动机的起动要求：1起动电流的初始值不能过大。2起动过程中的损耗不能过大。3起动过程中，电动机产生的启动转矩应足够大。4起动设备要简单、经济、可靠、操作方便。
29直流电动机非正常启动后果：电动机发热、温度升高、使用寿命降低、或者因启动时间持续过长影响生产效率30直流电动机的启动方法：1直接起动2接入变阻器起动3降压起动。起动前应先接通励磁回路，以建立励磁磁场，然后接通电枢回路。在通电瞬间，电机电枢及传动系统的的机械惯性较大，因此电枢转速反电势致使起动电流迅速上升到最大值。
31降压起动：为了减少起动电流，可以采用降压起动的办法。这里说的降压起动，是采用可调电压的直流电源供电，通过降低电源电压以限制最大起动电流。起动前先调好励磁，然后把电源电压由低向高调节。起动后，随着转速升高，相应提高电压，以获得所需的加速矩（为使励磁
不受电枢电压影响，电动机一般采用他励）
32降压起动优点：起动性能好、升速平滑、损耗小、持续
时间短、可实现无级调压调速，而且易实现自动控制。
33降压起动缺点：该起动方法需要专用电源，投资较大、
起动设备复杂、运行费用高。多用于要求频繁起动的场合
和大中型直流电动机的起动。
34电枢回路串联电阻起动：为了限制起动电流，还可以在
起动时在电枢回路内串联起动电阻，待转速上升后再逐步
将起动电阻切除。这实际上是另一种降压起动方法，即通
过串连电阻回路内的电阻分压，使电枢端电压降低，从而
达到减少起动电流的目的。为了减少断开起动电阻时的冲
击电流和缩短起动过程，起动时通常采用分级起动法
35使用直流电动机时，需特别注意磁场问题。直流电
动机在起动时，应该保证首先有主磁通，所以在接通电
枢电压之前先接通励磁回路。另外，直流电机在工作时，
励磁绕组必须可靠连接，不允许磁场突然消失。因为上
述两种情况都会产生很大的电枢电流，如果电动机原来
处于空载运行，还会造成转速急剧上升，出现“失磁飞
车”事故，危及设备和操作人员的安全
36他励直流电动机的制动：1自由停车2电磁制动3机械
制动
37电磁制动有3种基本方式：1能耗制动2反接制动3回
馈制动。
38他励直流电动机的制动运行特性：1电动运行状态——
M与ｎ的方向相同。此时，直流电源向电动机输入电能，
并转换为机械能拖动负载。2制动运行状态——M与ｎ的
方向相反。此时，电动机吸收机械能并转换为电能。3制
动——机械、电磁制动器；电气制动。
39能耗制动过程：1 能耗制动过程利用电动机从电网上
断开以后系统存储的动能来产生电磁制动转矩。2在制动
时，由于机械惯性作用，电动机转速n及电枢反向电动势
Ea均保持切换前的数值不变。此时电源电压为零。此时电
枢电流和相应的电磁转矩方向和电动状态时的方向相反，
制动电阻Rb越小，制动机械特性曲线越平缓，起动制动
转矩Mb的绝对值越大，制动就越迅速。但Rb也不能太小，
否则制动转矩值和相对制动电流将超过允许值。3一般直
流电动机制动过程中的最大电枢电流应限制在2Ie左右。
4在能耗制动过程中，电源不对电动机提供能量，电动机
依靠系统中存储的动能做功而继续运动。这时电动机已成
为向电阻Rb供电的发电机。它把系统的惯性动能转变为
电能消耗在电枢回路的总电阻上。
40能耗制动优缺点：1能耗制动的优点是操作简便，利用
系统的动能来获得制动转矩，可使拖动反抗性负载的系统
迅速停车。制动过程中不需吸收电功率，比较经济, 安
全可靠。2其主要缺点是制动转矩随制动过程而减少，因
而可能使制动过程时间延续较长。
41能耗制动运行：当他励直流电动机拖动位能性恒转矩负
载，在第一象限正向做电动运行（即提升重物）后欲将重
物下放，可采用能耗制动运行
42反接制动：当他励直流电动机的电枢电压U和电枢电势
Ea中任一个量在外部条件作用下改变了方向，即两者由原
来方向相反变为方向一致时，电动机便进入了反接制动状
态。反接制动分电压反接和电势反接两种情况
43由于反接制动时， U与Ea方向相同，所以几乎两倍
的额定电压加在电枢绕组上，而电枢电阻一般很小，电
枢电流接近两倍的堵转电流。这么大的电枢电流将对电
网上的其他设备造成影响，因此反接制动时要在制动回
路中串入一个制动电阻以限流。
43电势反接制动运行：1他励直流电动机拖动位能性负载
运行时，为了制止负载按自由落体运动规律不断加速的倾
向，实现对重物的稳速下放，电动机应提供制动性质的电
磁转距进行限速制动。2实际生产中，经常要求电动机能
够实现反转。直流电机的转向取决于电磁转矩的方向。
因此要实现反转，只要设法改变电磁转矩的方向即可。
44回馈制动：他励直流电动机运行时，若转速在外部条件
作用下变的高于理想空载转速n0，致使电枢电势Ea高于
电网电压U，电动机即运行于回馈制动状态
45回馈制动过程：在采用降压调速的电动机拖动系统中，
如果降压过快或突然降压幅度稍大，由于感应电势来不及
变化，就可能出现的情况，发生短暂的回馈制动过程。
46回馈制动过程仅在降速过程中转速高于降压后的理想
空载转速才出现。此外在利用弱磁调速的电力拖动系统
中，如果突然增加磁通使转速降低，那么在转速降低过程
中也会出现类似的回馈制动过程。回馈制动过程中的功率
关系与电动机运行时的功率关系形式上相同
47回馈制动运行：1正相回馈制动运行：当他励直流电动
机带反抗性负载，其位能起作用时，便可能出现正向回馈
制动运行。2反向回馈制动运行：他励直流电动机进行电
压反接制动时，如果拖动的不是反抗性负载，而是位能性
负载，则系统最后将进入反向回馈制动稳定运行
48回馈制动运行时，电枢回路串联电阻越大，机械特性曲
线越陡，稳定运行转速就越高。为使负载下放速度不致过
高，串联的附加电阻不宜过大。但即使不串联任何电阻，
稳定运行转速值也要高于n0，所以这种反向回馈制动运行
适用于高速下放位能性能负载的场合。由于回馈制动可以
回收利用制动中释放出的大部分能量，所以在所有制动方
式中最为经济。
49他励直流电动机的调速：生产机械在运行过程中，经
常要求在负载不变的情况下改变运行速度以配合不同的
生产需求。这就要求对生产机械的传动机构进行调速。
方法有两种：一是机械调速，二是电气调速。机械调
速指改变拖动机构传动比的调速方法。电气调速是指通过
改变电动机参数而改变系统运行速度的调速方法。
50技术指标1：调速范围2静差率3平滑性
51调速范围：所谓调速范围，是指电动机在额定负载下调
速时，最高转速与最低转速之比或最大与最小线速
度之比，用D表示。相对稳定性是指负载转距变化时转速
变化的速度。速度变化越小，相对稳定性越好，能得到的
越小，D也就越高。
52静差率：所谓静差率，是指在一条机械特性曲线上额定
转矩时降速与理想控制转速n0之比，用δ表示。1相同理
想空载转速时，电机械特性越硬，静差率越小。相同硬度
机械特性，理想空载转速越低，静差率越大。2电枢串联
电阻调速时的情况 n0一定，机械特性越硬静差率就越小，
转速的相对稳定性就越高3调速范围D和静差率δ这两项
性能指标是相互联系、相互依存、相互制约、相互限制的。
53采用同一种方法调速时，δ数值较大，即静差率要求较
低时可以得到较高的调速范围。也可以说系统可能达到的
最低转速取决于低速特性的静差率。因此调速范围受低速
特性的静差率的制约。因此，对于需要调速的电力拖动系
统来说，必须同时给出静差率与调速范围这两项指标。
54平滑性：所谓调速的平滑性，是指相邻两级速度的接近
程度，通常以相邻两级转速之比——平滑系数ψ，平滑系
数越接近于1，说明调速平滑性越好。当时，转速可视
为连续可调。通常所说的无极调速，就是指级数接近无穷
大。
55转速的自然变化：是指生产机械的负载转矩M2发生变
化时，电动机的电磁转矩也要相应变化。由机械特性关系
式可知，这时电动机的转速也将随之变化。
56转速的自然变化的特点：电动机的有关参数即机械特性
曲线未发生改变；转速变化的大小取决于负载变化的大小
和机械特性曲线斜率β的大小。
57调速：通过人为手段改变他励直流电动机的有关参数，
如电压、磁通量等而改变电动机的机械特性，从而达到变
速的目的。
58调速的特点：调速前后系统在同一负载转矩下的工作
点处在不同的机械特性曲线上。
可知改变电枢回路串连电阻RΩ、电源电压U及主磁
通Φ三者之中任一个参数都可以改变电动机的机械特性
从而改变拖动系统的稳定运行点，这样就调节了拖动体统
稳定运行的转速。
59电枢回路串连电阻调速的特点：电枢回路串连电阻调
速时，串连电阻越大，稳定运行转速越低，所以这种方法
只能在低于额定转速的范围内调速，称为由基速向下调
速。
60 电枢回路串连电阻后，机械特性变软，系统受负载波
动的影响较大，而且空载和轻载时能调速的范围非常有
限，调速效果并不明显。
61电枢回路串连电阻调速的特点：另一方面，因调速电阻
串连在电枢回路中，电流较大，因而调速电阻的容量较大。
此外，串联电阻器一般多采用电气开关分级控制，故该方
法不能连续调节转速，只能有级调速。同时串联的调速电
阻器上通过大电流会产生很大的功率损耗。转速越低，须
串联的电阻值越大，损耗就越大，这样系统的运行效率将
大大降低。
62降压调速：保持主磁通为额定值不变，电枢回路不串联
电阻，降低电源电压U时，电动机拖动负载稳定运行于较
低的转速上。
63降低电源电压调速的特点：降低电源电压调速时，电
动机的机械特性硬度不变，在低速运行时，转速受负载波
动的影响也很小，速度的稳定性较好。而且不管拖动哪一
类负载，只要电源电压可连续调节，系统转速就可以连续
变化，也就是能实现无极调速。此外，这种调速方式电枢
回路中没有附加电阻损耗，电动机运行效率高。
64弱磁调速：保持电枢电压不变，电枢回路不串联电阻，
减少电动机的励磁电流，使主磁通减弱，则电动机拖动负
载运行的转速升高。
65弱磁调速的特点：弱磁调速是在电流较小的励磁回路中
进行调节的，而励磁电流通常只有电枢电流的2％～5％，
因此调速时的能量损耗很小，控制很方便，且可以连续调
节电阻值，实现转速连续的无级调速。
66在实际的他励直流电动机调速系统中，为了获得更大的
调速范围，常常把降压和弱磁这两种基本调速方法结合起
来。以额定转速为基速，采用降压向下调速和弱磁向上调
速相结合的双向调速方法，从而在极宽广的范围内实现平
滑的无极调速。此外，这种方法调速时损耗较小，运行效
率较高。
67机械过渡过程的一般规律：从机械特性曲线上看，机械
过渡过程表现为电动机的运行工作点从起始点开始，沿着
电动机的机械特性曲线向稳态点运动的过程。
起始点：过渡过程开始瞬间的转速和转矩
稳态点：电动机与生产机械的机械特性曲线的交叉点
68他励直流电动机过渡过程中的能量损耗：电力拖动系
统在起动、制动、调速或反转的过渡过程中，电动机内部
将产生能量损耗。为了降低电力拖动系统的能量损耗过
大，研究电动机过渡过程中的能量损耗，进而找出减少能
耗的方法，对电力拖动系统的正确设计及合理运行具有重
要的意义。起动过程中的能量损耗在数值上等于系统获得
的动能，而与电动机的电磁参数及起动时间等因素无关。
此外，能量损耗正好等于电动机从电网吸收的能量的一
半。理想空载条件下能耗制动停车时，过渡过程中的能量
损耗正好等于系数存储的动能。
71减少过渡过程中能量损失的方法：1选择合理的制动方
式2在过渡过程中采取分级施加电压的方法3减少传动系
统的动能
72若分m级降压起动，起动过程中能量总损耗将减少到直
接加全压起动的
若采用可连续调压的电源连续升压供电，这时理论上理
想空载起动时的能量损耗
趋于零。因此，在电力拖动系统中，一般都采用连续升压
的起动方法，其意义不仅在于可减少起动过程中的能量损
耗，而且可限制起动电流及维持较大的起动转矩。
73减少传动系统的动能：减少系统动能存储可以从两方面
下手，一是减少系统转动惯量。二是适当选择电动机的额
定转速和传动机构比，使所组成的电动机传动系统具有较
小的储能。
74他励直流电动机稳态运行的工程计算方法：1磁通不变，
电动机电磁转矩与电枢电流成正比2在同一条机械特性曲
线上，转速降与电磁转矩成正比，或者说与电枢电流成正
比3改电磁通，而电源电压不变，理想空载转速与磁通成
反比4改变磁通而电源电压不变，电动机传动恒转矩负载
时，转速降与磁通的平方成反比；电动机传动恒功率负载
时，转速降与磁通成反比。
75异步电动机的工作原理：三相异步电动机定子绕组加对
称电压后，产生一个旋转气隙磁场，转子绕组导体切割该
磁场产生感应电势。由于转子绕组处于短路状态会产生一
个转子电流。转子电流与气隙磁场相互作用就产生电磁转
矩，从而驱动转子旋转。电动机的转速一定低于磁场同步
转速，因为只有这样转子导体才可以生成感应电势从而产
生转子电流和电磁转矩。所以该电机被称为异步机，也叫
感应电机。
76转差率：转差率是用来表示转子转速与同步转速之差的
相对程度的一个物理量，其中为转速差。
77固有机械特性：三相异步电动机的固有机械特性是指在
额定电压、额定频率下，按规定的接线方式接线，定、转
子无外接电阻（电感或电容）时，电动机转速与电磁转矩
的关系曲线。
78人为机械特性：人为机械特性是人为地改变异步电动
机的一个参数或电源参数，保持其他参数不变而得到的机
械特性：1降低定子电压时的人为机械特性2转子电路串
联对称电阻时的人为机械特性3定子电路串联对称电阻或
阻抗时的人为机械特性。
79三相异步电动机的起动：起动是电动机从静止状态开始
转动至某一转速稳定运行的过程。总的来看三相异步电动
机，尤其是鼠笼式异步电动机的起动性能较差：1起动电
流大2起动时功率因数低3起动转矩小
80鼠笼式异步电动机的起动：降压起动：1电阻降压或电
抗降压起动2自耦变压器降压起动3Y－Δ启动4延边三角
形起动。直接起动：将额定电压直接加到定子绕组上，
因此也叫全压起动。对于经常起、制动的电动机会造成发
热厉害，影响电动机的寿命。过大的起动电流会造成线路
压降和损耗，过低的功率因数也会引起电源电压的波动，
严重时会影响接在同一电源上的其他异步电动机的工作。
81绕线式异步电动机的起动：1转子电路串联电阻起动 2
转子电路串联电抗起动
82改善三相异步电动机的起动性能：普通鼠笼式异步电动
机的起动电流很大，但起动转矩较小。为了限制起动电流
而采取的降措施，使起动转矩变得更小，基本上只能用于
空载或轻载起动的场合。这样就限制了鼠笼式异步电动机
的应用，使其优点不能充分发挥。为了使其既具有较小的
起动电流又产生较大的起动转矩，从而改善其起动性能。
所以人们从结构上改造了鼠笼式异步电动机。这种电动机
从改造转子槽形入手，利用“集肤”效应，使转子电阻随
转子频率变化，既改善了电动机的起动性能，又具有普通
异步电动机那样高的效率。
83深槽式异步电动机：这种电动机的转子槽形深而窄，
其槽深与槽宽之比一般为10～12，槽中嵌放转子导条。其
利用集肤效应达到在起动时减少电阻的截面积从而增大
电阻。
这种电动机转子漏磁磁通较多，转子漏抗较大，其过载能
力和功率因数均比普通鼠笼式异步电动机低。这种电动机
利用内外两个笼上的导体电阻率不同，加上集肤效应实现
起动时增大电流的效果。这种电动机结构及制造工艺复
杂、用钢量多、价格昂贵，且过载能力与功率因数比普通
笼式异步电动机低，一般只用于小容量重载起动的场合。
三相异步电动机有两种运行状态：电动状态和制动状态。
两种状态的差别在于电磁转矩方向与转速方向之间的关
系不同。前者两者方向相同，电磁转矩是驱动转矩；后者
两者方向相反，电磁转矩是制动转矩，或称阻转矩。电动
机处于电动状态是，从电源吸收电功率，输入机械功率；
处于制动状态时从轴上输入机械转换成电功率。
84异步电动机回馈制动发生在如下两种情况：1放下重物
时，如两相反接反接制动那样，F点就是回馈制动状态。
但需要注意，为了使所获得的稳定下放速度不致太高，在
回馈制动开始时，要切除转子电路串联电阻2在变极调速
中，当极对数增多或在变频调速中频率突然降低时，由于
同步转速突然变化，而电动机转速因机械惯性而来不及改
变，出现M>Mz的情况。
85 3种制动方法的比较：1改变定子极对数——变极调速
2改变定子电源频率——变频调速3改变电动机转差率—
—改变定子电压调速、转子回路串联电阻调速、电磁离合
器调速和串级调速等。
86变级调速：改变定子极对数p可以改变异步电动机的
同步转速和某一负载下稳定运行的转速，从而达到调速的
目的。由于只有定、转子极对数相同时，才能产生电磁转
矩，实现能量转换。因此变极调速要求定、转子磁极数同
时改变。这一点对绕线式异步电动机来说十分困难。所以
变极调速只适用于鼠笼式异步电动机。变极调速具有操作简便、效率高、机械特性硬等优点，但它是有级调速，调速范围不大。除上述改变定子绕组接线变极外，还要在定
子上装两套或三套极对数不同的定子绕组得到异步电动机，即所谓的多速异步电动机，但这种电动机结构复杂，成本高。
87改变转差率调速：1转子电路串联电阻调速2改变定子电压调速3电磁滑差离合器调速4串级调速
88转子电路串联电阻调速：1属于有级调速，而且级数不能太多2随着转子电阻的增大，机械特性变软，难以满足静差率的要求，所以调速范围不大，而且调速范围随着负载大小而改变，负载越小，调速范围越小。3效率低4属恒转矩调速其调速方法简单，初期投资少，常用于起重机类负载
89改变定子电压调速：1调速方法比较简单2对于一般的鼠笼式异步电动机，拖动恒转矩负载时，调速范围很小，没多大实用价值。3若拖动泵类负载时，有较好的调速效果，但在低速运行时，消耗在电路的转差功率增大，电机发热严重4低速时，机械性能太软。
90电磁滑差离合器调速：1电磁滑差离合器结构简单，控制方便，可平滑调速2机械特性较软，转速稳定性较差，调速范围较低3低速时转动功率损耗交大，效率低4适合运用于具有泵类负载特性的设备上。
91串级调速：1设备较复杂，成本较高，控制困难2串级调速的机械特性较硬，调速平滑性好，转差功率损耗较小，效率高3低速时，转差功率损耗较大，功率因数较低，过载能力弱。4适合用于大容量的通风机，提升机等泵类负载。
92电动机的温升及温升限值：电动机温度过高会影响绝缘材料的性能，大大缩短其使用寿命，严重时甚至可能将电动机烧毁。所以，对于不同的绝缘材料，有相应的最高允许工作温度。在此温度下长期工作时，绝缘材料的电性能、机械性能和化学性能不会显著变化；如超过此温度，绝缘材料性能将迅速变坏或加速老化。所以电动机各部分有一个最高工作温度限值
93改善电动机温升的方式：因为绝缘材料是电机中耐热性能最差的部分，所以要改善电机内部的热传导过程。增大导热系数主要采用下面两个措施：1采用耐压强度高、导热性能好的绝缘材料2采用浸漆的方法来驱赶出槽内的空气，即用漆来添满槽内所有的空隙。
94电动机的通风冷却方式：1自然冷却：不装任何专门的冷却装置，仅适用于几百瓦以下的小型电机。2自通风冷却：由电动机本身所驱动的风扇供给冷却空气3强迫通风冷却：由独立驱动的风扇和鼓风机供给4管道通风冷却：冷却空气经过管道引入或排除。
95电动机容量选择的步骤：1计算负载功率2根据负载功率，预选电动机的额定功率及其他3校核预选电动机。正确选择电动机容量是非常重要的。如果电动机的容量选择过大，电动机得不到充分利用，经常处于轻载情况下，其运行效率必然低下。若是异步电动机，其功率因数也很低。同时，电动机容量选得过大，也必然导致初期投资增大，造成不必要的浪费。反之若电动机容量选得过小，电动机经常处于过载下运行，有可能使电动机过热造成损坏，或使电动机绝缘提前老化而缩短电动机的使用寿命。4校核电动机运行时的温升与电动机运行时的损耗、防护形式、冷却方式及绝缘材料有关，还与系统中负的性质、负载所需转矩及功率大小，运行时间的长短等有关。5校核电动机的过载能力6校核其起动能力，起动能力的校验可按其起动转矩是否大于起动时的负载转矩来判断，但仅限于起动能力较低的鼠笼式异步电动机。对于绕线式异步电动机及直流电动机不必校验，因其起动转矩的大小时可调的，在起动时可调至较大数值。若过载能力及起动能力经校验后不通过，应另选相应能力较大的电动机或功率较大的电动机。
96电动机的工作方式：1连续工作方式2短时工作方式3周期断续工作方式
连续工作方式：这种方式工作的电动机连续工作时间较长，远远大于发热时间常数，故其温升可达稳定值。短时工作方式：电动机的工作时间tg较短，而停车时间t0又相当长，电动机在停车后可以降到其环境温度，周期断续工作方式在这种工作方式下，工作时间与停车时间轮流交替，若改变工作时间余停机时间的比率，将会影响τm的大小。这一指标定义为负载持续率，即其表明工作占周期时间的百分数。可见，若周期时间和负载功率不变，则越大，τm也越大。换句话说，同一台电动机越低，工作期间允许的负载功率就越大。
97连续工作方式的负载分为两类：一类是常值负载，一类是周期性变化负载。前者是负载在电动机运行期间保持不变或基本不变；后者是负载的大小虽变化，但按某一规律周期变化，且周而复始。下面分别就这两种情况讨论连续工作方式下的电动机容量选择问题。
《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
(完整版)电力拖动自动控制系统的重点复习
1. 运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，交流调速系统取代直流调速系 统已成为不争的事实。 2. V-M系统：晶闸管整流器一电动机调速系统；SPVWM :电压空间矢量PWM控制 3. 直流PWM调速系统：脉宽调整变换器一直流电动机调速系统； 脉宽调制变换器的作用是：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的大小，以调节电动机转速 4. 泵升电压：当系统工作在逆变状态时，会对滤波电路中滤波电容进行充电，使电容两端电压升高 5. 静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流(转矩)间的稳态关系 6. 有静差调速系统：在比例控制调速系统中，存在扰动引起的稳态误差； 7. 无静差调速系统：对于积分控制和比例积分控制系统，由阶跃扰动引起的稳态误差为0； 8. 电流截止负反馈：当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控 制转速。 9. 准时间最优控制：在设备物理上的允许条件下，实现最短时间的控制； 10. 双闭环调速系统：在电流、转速反馈控制系统中，从闭环结构上看，由电流环在里面构成的内环和由__________ 转速环在外面构成的外环，两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统; 11. 可逆调速系统：可以实现电机正反转，具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统; __________ 12. 环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时岀现，便会产生 不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流 (1 )静态环流一一两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流一一由晶闸 管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。 瞬时脉动环流一一两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。 (2)动态环流一一仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。 两种抑制环流方法：(1)只要实行> 配合控制就能保证消除直流平均环流。 (2)可在环流回路中串入环流(均衡)电抗器，抑制瞬时脉动环流 13. 双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列优点： (1 )电流一定连续；(2)可使电动机在四象限运行；(3)电动机停止时有微振电流，能消除静磨擦死区； (4)低速平稳性好，系统的调速范围大；(5)低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件 的可靠导通。 14. 转差频率控制系统调速：在转差率S很小的范围内，只要能够维持气隙磁通$ m不变异步电机的转矩 就近似与转差角频率3 S成正比，即在异步电机中，控制转差率就代表了控制转矩。 15. 脉冲宽度调制(PWM )：利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽 度或周期达到变压变频的目的 16. SPWM控制方式：SPWM即以正弦波作为调制信号对载波信号进行调制后，产生一组等幅而脉冲宽 度正比干正弦波的矩形脉冲。将该组脉冲作为逆变器开关元件的控制信号，从而在逆变器负载上(多为异步电动机)得到与控制信号波形相同，等效于正弦波的驱动电压。 17. 电压空间矢量PWM (SVPWM )的基本思想：按空间矢量的平行四边形合成法则，用相邻的两个有效工作矢量合 成期望的输出矢量。 18. 电流截止负前反馈的作用：(1)限流保护(过载自动保护)；(2)加速起动过程。 载流环节的物理实现方法：(1)比较电压法；(2)稳压管法;(3)封锁运放法 19. PID控制器各环节的作用是： (1) 比例环节P :成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一日出现，控制器立即产生控制作用，以便 减少偏差，保证系统的快速性。 (2) 积分环节I :主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。
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
电力拖动试题库带答案
《电力拖动控制线路与技能训练》教学大纲及复习习题库 版本：中国电力出版社 主编：程建龙 定价：29.80元 适用班级：13电大二 代课人：田芳于长超 出题人：田芳于长超 制定时间：2014年 审核人：
电力拖动》教学大纲 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。 重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。 第二章直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法了解：直流电动机的结构与原理 重难点：他励直流电动机的基本控制线路 删除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路第三章常用机械的电气控制线路 了解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。 第四章电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除）
电力拖动试题库 重点部分 绪论 一、填空 1、电源分交流电源和（）。 二、名词解释 2、电力拖动 三、简答 3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？ 4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？ 5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？ 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 第一节三相异步电动机的手动正转控制线路 一、填空 6、低压断路器类型品种很多，常用的有（）、框架式、（）、漏电保护式。 7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作（）保护。 8、低压熔断器在使用时（）联在被保护的电路中。 9、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 10、负荷开关一般在照明电路和功率小于（） KW的电动控制线路中。 11、低压断路器又称（）。 13、低压控制电器依靠人力操作的控制电器称为 ( ) 。 14、低压控制电器根据信号能自动完成动作的称为 ( ) 。 15、断路器的文字符号是 ( ) 。 17、熔断器文字符号是（）。 18、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 19、开启式负荷开关文字符号是（）。 20、封闭式负荷开关文字符号是（）。 21、组合开关文字符号是（）。
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：
电力拖动教案
绪论 一、电力拖动 电力拖动是指用电动机拖动生产机械的工作机构，使之运转的一种方法。 电力拖动系统一般由四个子系统组成： ——————电源 ↓↓ 控制设备——→电动机——→传动机构——→工作机构 电源：电动机和控制设备的能源，分为交流电源和直流电源。 控制设备：用来控制电动机的运转，由各种控制电动机、电器、自动化元件及工业控制计算机组成。 电动机：生产机械的原动机，将电能转换成机械能，分为交流电动机和直流电动机。 传动机构：在电动机和工作机构之间传递动力的装置，如减速箱、联轴器、传动带等。 二、学习目标 1、熟悉机床电力拖动的特点及控制要求； 2、正确选择、安装、测量和使用低压电器； 3、识读电路图； 4、能设计简单的电路。 第一单元常用低压电器及其安装、检测与维修 §1-1 低压电器的分类和常用术语 学习目标：熟悉低压电器的分类方法和常用术语的含义 凡是采用电力拖动和生产机械，其电动机的运转都是由各种电器构成的控制线路来进行控制的。 电器：所谓电器就是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，实现对电路或非电对象地切换、控制、保护、检测和调节的元件或设备。电器的种类： 根据工作电压的高低，电器可分为： 1、高压电器 2、低压电器————交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的 电器称为低压电器。 一、低压电器的分类
1、按低压电器的用途和所控制的对象分为： 低压配电电器————包括低压开关、低压熔断器等。主要用于低压配 电系统及动力设备中。 低压控制电器————包括接触器、继电器、电磁铁等，主要用于电力 拖动及自动控制系统中。 2、按低压电器的动作方式分： 自动切换电器————依靠电器本身参数的变化或外来信号的作用，自 动完成接通或分断等动作的电器，如接触器、继电器等。 非自动切换电器————主要依靠外力直接操作来进行切换的电器，如 按钮、低压开关等。 3、按低压电器的执行机构分： 有触点电器————具有可分离的动触点和静触点，主要利用触点的接触和分离来实现电路的接通和断开控制，如接触器、继电器等。 无触点电器————没有可分离的触点，主要利用半导体元器件的开关 效应来实现电路的通断控制，如接近开关、固态继电器等。 二、低压电器的常用术语 1、通断时间——从电流开始在开关电器的一个极流过的瞬间起，到所有 极的电弧最终熄灭的瞬间为止的时间间隔。 2、燃弧时间——电器分断过程中，从触头断开（或熔体熔断）出现电弧的 瞬间开始，至电弧完全熄灭为止的时间间隔。 3、分断能力——开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下分断的预期 分断电流值。 4、接通能力——开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通的预期接 通电流值。 5、通断能力——开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通和分断的 预期电流值。 6、短路接通能力——在规定的条件下，包括开关电器的出线端短路在内的接 通能力。 7、短路分断能力——在规定的条件下，包括开关电器的出线端短路在内的分 断能力。 8、操作频率——开关电器在每小时内可能实现的最高循环操作次数。 9、通电持续率——开关电器的有载时间和工作周期之比，常以百分数表示。 10、电寿命——在规定的正常工作条件下，机械开关电器不需要修理或更换 的负载操作循环次数。
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 手动开关控制连续与点动混合正转控制电路 工作原理分析 1、SA打开： 控制线路中的自锁回路断路，KM自锁触头的开合不改变自锁回路的工作状态，线路控制表现为点动控制状态。 2、SA闭合： 控制线路中的自锁回路恢复正常功能，控制线路表现为接触器自锁控制，线路表现为连续正转控制。 复合按钮控制连续与点动混合正转控制线路 工作原理分析 1、连续控制 按下SB1启动电动机，KM自锁触头闭合，自锁回路功能正常，电动机连续运转。 2、点动控制 按下SA启动电动机时，SA复合按钮的常闭触头断开，自锁回路功能丧失，控制线路表现为点动控制状态。 按钮、接触器双重联锁的正反转控制线路 工作原理分析 1、双重联锁：一重是交流接触器常闭触头与另一线圈串联而构成的联锁；另一重是复合按钮常闭触头串联在对方电路当中构成的联锁。 2、正转控制 按下SB1SB1常闭触头先分断对KM2联锁（切断反转控制电路） SB1常开触头后闭合KM1线圈得电 KM1自锁触头闭合自锁 KM1主触头闭合KM1联锁触头分断对KM2联锁电机M 启动连续正转 3、反转控制 SB2常闭触头分断 SB2常闭触头后闭合 KM1线圈失电KM1主触头分断 KM1自锁触头分断 KM1联锁触头恢复闭合电机M 失电KM2线圈得电KM2主触头闭合 KM2自锁触头闭合自锁KM2联锁触头分断对KM1联锁（切断正转控制电路）电机M 启动连续反转按下SB2 位置控制线路 工作原理分析 1、行车向前运动 2、行车向后运动 自动往返控制线路 工作原理分析 1、SQl、SQ2的作用： 自动换接电动机正反转控制电路，实现台车的自动往返行程控制； 2、SQ 3、SQ4的作用： 被用来作终端保护，以防止SQ1、SQ2失灵，台车越过限定位置而造成事故。 行程开关SQ1的常闭触头串接在正转电路中，把另一行程开关SQ2的常闭触头串接在反转电路中。当台车运动到所限位置时，其挡铁碰撞位置开关，使其触头动作，自动换接电动机正反转控制电路。控制线路中的SB1和SB2分别作正转启动按钮和反转启动按钮。 1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：PWM 开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态 响应快，动态抗扰能力强。 1-2试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？ 答：制动时，由于1g U 的脉冲变窄而导致d i 反向时，U g2 变正，于是VT 2导通， VT 2导通，VT 1关断。 1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么 关系？为什么脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了？ 答：生产机械要求电动机提供的最高转速 max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围， 用字母D 表示，即：min max n n D = 负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落N n ? 与理想空载转速min 0n 之比，称为系统的静差率S,即：min 0n n s N ?= 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为： ) 1(s n s n D N N -?= 由于在一定的N n 下，D 越大，min n 越小N n ? 又一定，则S 变大。所以，如果不考虑D ，则S 的调节也就会容易， 1-4．某一调速系统，测得的最高转速特性为min /1500max 0r n =，最低转速特性为 min /150min 0r n =，带额定负载的速度降落min /15r n N =?，且不同转速下额定速降N n ?不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多大？ 解 1115 150151500min 0max 0min max =--= ?-?-= = N N n n n n n n D %10150 15min 0== ?=n n s 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电力拖动控制线路图及原理分析报告
《电力拖动自动控制系统》答案(全)
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