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
励、串励、并励和复励4种。他励电动机的励磁绕组与电枢绕组分别由两组电源供电，串励、并励和复励电动机的两个绕组分别接成串联、并联和混合串并联形式，由同一个电源供电。
直流电动机具有良好的调速性能。不同类型的直流电动机其机械特性不同。
只要人为地改变电动机电枢端电压U、改变磁通Φ或在电枢回路串接附加电阻R A,都可以改变电动机的机械特性。
（P10）
启动：电动机从静止到稳定运行的过程称为启动。
电动机拖动生产机械正常启动的条件是：在启动的全过程应满足电动机的启动转矩大于负载转矩，其次是要有平稳的启动过程。
他励直流电动机常用的启动方法有：直接启动、电枢回路串接电阻启动及降低电枢端电压启动。
他励直流电动机直接启动：直接启动是不采取任何限流措施，将额定电压直接加在电枢两端，使电动机在较大的电流下启动。这种启动方法只用于小容量直流他励电动机。
电动机对电力拖动系统的制动一般分为两类，即限速制动和减速制动。
限速制动：为了限制下放速度，应使电动机产生一个与系统旋转方向相反的转矩，当这个转矩与负载转矩相等时，系统达到稳定的下放速度。这种状态称为限速制动运行状态。
(P12)
电动机是一种电能与机械能相互转换的电气设备。电动状态和制动状态是电动机可以相互转换的两种基本工作状态。
直流他励电动机常用的三种制动方式是发电反馈制动、动力制动、反接制动。它们都是通过改变电枢电流方向的方法实现的。
当电动机的转速在生产机械的作用下超过理想空载转速时（如提升机下放重物），电动机由电动状态变为发电反馈制动状态。所以，产生发电反馈制动的条件是n>n0。
发电反馈制动的优点是不改变电动机的接线方式，而且能将机械能转变为电能反馈回电网，因此经济效益好。
在电动机制动过程中，电枢回路串接的电阻越小，制动转矩越大，但对电动机的冲击也越大。所以，在制动时可以逐渐减小附加电阻，以增大制动转矩缩短制动时间。
(P14)
电枢反接制动：工作在电动状态下的电动机，制动时突然改变电枢电压极性，使电动机工作在发电状态产生制动转矩，由于这种制动方法是改变电枢电压极性，故称电枢反接制动。
(P16)直流他励电动机有两种工作状态：电动状态与发电状态。电动状态又分正转工作状态和反转工作状态，其特点是电动机产生的电磁转矩与其转速方向相同，工作在机械特性的第一象限和第三象限，电枢电流与电源电压方向相同，电动机将电能转换为机械能带动负载转动。
调速：根据生产过程的要求，人为或自动地改变电动机的转速称为调
速。
调速的实质是改变拖动系统的稳定运行点，即从某一稳定转速过渡到另一稳定转速。实现调速的方法是改变电动机的运行条件。
静差率是反映系统的负载变化时引起电动机转速变化的程度，即反映电动机的相对稳定性。静差率越小，相对稳定性越好。静差率的大小，与电动机机械特性的硬度和理想空载转速有关。
(P18)直流串励电动机电路的特点是励磁绕组与电枢绕组串联，所以励磁电流就是电枢电流，因而磁通Φ将随电枢电流而变化。
根据直流串励电动机的机械特性方程n=K1U/√￣M - K2R可知，当转矩M为零时，串励电动机的转矩n趋于无穷大。实际上由于电动机铁心总有剩磁存在和机械摩擦阻力的影响，电动机的空载转速可达到额定转速的5~6倍。这样高的转速会造成电动机及其拖动设备的损坏。因此串励电动机不允许空载启动和空载运行。为保证这一点，串励电动机将不得采用皮带传动或链传动，以防止皮带断裂或链脱落造成电动机的空载运行。同时在串励电动机检修后，不能在额定电压下进行空载试运转。
（P23）
交流异步电动机也称为感应电动机。它可将交流电能转换为机械能，所以采用正弦交流电源供电。异步电动机的结构主要包括转子和定子两部分。按转子结构的不同，异步电动机可分为鼠笼式和绕线式两种。鼠笼式异步电动机具有结构简单、使用方便、价格低、运行中不产生火花等优点。绕线式异步电动机的转子绕组通过滑环引出，可外接附
加电阻，用以改善电动机的调速性能。
为了防止电动机过载，定义Mm与M N之比为电动机的过载倍数λ，一般电动机的λ取~。过载倍数也称为过载能力，它反映电动机在额定转矩时的过载极限。
（P27）
交流异步电动机的启动电流可达到额定工作电流的4~7倍。启动瞬间，电动机产生的冲击电流将会影响电网的正常运行。因此，与直流电动机一样，限制启动电流也是异步电动机启动必须考虑的问题。异步电动机常用的启动方法有直接启动、降压启动和转子回路串电阻或阻抗启动。直接启动和降压启动常用于鼠笼型电动机；转子回路串电阻或阻抗启动用于绕线式电动机。
交流异步电动机直接启动：直接启动也称为全压启动，是一种最简单的启动方法。启动时将额定电压直接加在定子绕组上使电动机启动。这种方法对容量较大的电动机将会产生很大的启动电流，所以要求电网有足够大的容量；否则，直接启动只能用于小容量异步电动机。交流异步电动机降压启动：降压启动是在启动瞬间，采用不同的方式将加在电动机定子绕组上的电压降低，使电动机在低于额定电压的条件下启动，从而减小启动电流。当转速升高到一定程度时，再投入全压使电动机在额定电压下正常运行。
交流异步电动机常用的降压启动方式有定子串接电阻或电抗降压启动、自耦变压器降压启动、星形 - 三角（）变换降压启动、延
边三角形降压启动等。
（P28）
绕线式异步电动机启动电阻根据分段切除的方式不同，分为三相平衡切除和不平衡切除两类。
转子回路所使用的电阻多为金属电阻，它是由一箱箱电阻片构成。根据所计算的电阻值，选用不同规格的电阻箱。电阻值的改变由控制电器将金属电阻逐段短接来实现。
启动电阻的级数确定以后，各段电阻确定的原则是每次切除电阻后，转子电流和启动转矩的变化幅度应保持恒定，以满足启动过程的平稳性。
（P34）
异步电动机有哪些工作状态各有什么特点
异步电动机和直流电动机一样也有两种工作状态，即电动状态和发电状态。电动状态的特点是异步电动机的电磁转矩M与其转速n的方向相同，工作在机械特性曲线的第一、第三象限。第一象限表示电动机正转运行，第三象限表示电动机反转运行。工作在电动状态的电动机是将电能转换为机械能。发电状态的特点是异步电动机的电磁转矩M与转速n方向相反，工作在机械特性曲线的第二、第四象限。这时电动机产生的电磁转矩将阻止拖动系统的运动，故称为制动转矩。交流异步电动机的动力制动是将运行中的异步电动机三相交流电源断开，在其中两相接入直流电源，同时在转子回路串入附加电阻。
第二章
（P51）
接触器与继电器的相同点与不同点
接触器和继电器都是拖动系统常用的控制电器，主要用于接通和断开电路，但接触器主要用于频繁切换大功率（大电流）电路，而继电器主要用于传递控制信号，即切换小电流电路。
接触器主要由电磁系统、主触头、辅助触头、灭弧装置、支架及外壳等几部分组成。
按主触头接通和断开电流的种类，接触器可分为交流接触器和直流接触器。
(P56)
接触器使用注意事项
接触器属频繁操作的控制电器，使用时应注意以下事项：
(1)接触器的工作条件必须与铭牌相符，包括触头的控制容量和铁
心线圈的电压等级、电流种类等。
(2)要定期检查接触器各活动部分是否灵活，各固定部分有无松
脱，接线端头是否紧固。发现问题应及时修理或更换。
(3)接触器触头要经常保持清洁，不允许涂油，触头表面的电弧烧
蚀痕迹应及时打磨。当触头磨损至原厚度1/3时，应及时更换。
镀银或银合金触头表面生成的黑色氧化膜不能磨去，以免影响触头寿命。
(4)铁心圈应通风良好，避免受潮，以保持其应有的绝缘性能，防
止匝间短路。
(5)有灭弧装置的接触器，禁止不带灭弧装置使用，以防发生电弧
短路事故或烧毁接触器。
（P57）
灭弧罩应及时清扫，除去积于内表面的金属粒子，保证灭弧装置能够有效地熄灭电弧。
继电器是一类以某种物理为输入，具有跳跃输出特性的电器组件。继电器的输入量可以是电压、电流、光、热、压力、速度、机械位移等物理量。其输出是处于不同状态的触点。
(P61)
主令电器：是按生产工艺的要求发出控制指令的操作电器，主要用于闭合或断开各种控制电路。常用的主令电器有按钮开关、行程开关等。(P65)
组合电器是由多种作用的电器组合在一起的开关。常用的组合电器有刀形开关、自动空气开关和磁力起动器等。刀形开关也称闸刀开关，不能平装和倒装，用于不经常操作的电路中。
（P89）
为什么电路图要采用统一的符号、字母绘制电路图和接线图各有何作用电路元件的可动部分按什么情况绘制
解：为了表达各电气元件及其之间的关系，电气线路图中所有元器件必须采用统一的图形符号和文字符号表示。电路图的主要作用是分析电路、设备或成套装置及其组成部分的工作原理，并为测试和寻找故障提供信息；还可作为安装电气设备及接线的依据。接线图主要用于电路的安装接线、线路检查、线路维护和故障处理，在实际应用
时常与电路图一起使用。接线图是按照各电气元件的实际位置绘制的，以便于实际安装、接线和寻找故障。电路图中各电气元件的可动部分，一般应表示在非激励或不工作状态的位置。如接触器、继电器的触头是在未通电（非激励）时的状态；断路器、隔离开关在断开位置；带零位的手动开关在零位位置；不带零位的手动开关在图中规定的位置；行程开关在非工作状态或非工作位置。
(P91)
根据用途不同，电气线路图分为系统图、功能图、逻辑图、电路图和接线图等几种。
电路图用于详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成部分和连接关系。
电路图主要作用是分析电路、设备或成套装置及其组成部分的工作原理，并为测试和寻找故障提供信息；还可作为安装电气设备及接线的依据。
电路图又称电气原理图，电路图是根据读图方便，图形简单、清晰的原则，将所有电器元件按展开的形式绘制。
(P92)
电路图中的电路中各电气元件应尽可能按元件功能和工作顺序排列。其布局应从上到下和从左到右，一般主电路在左，辅助电路在右。（P94）
电动机为什么要采用降压启动什么情况下允许电动机直接启动
解：电动机直接启动时电流较大，是额定电流的4-7倍，因而对电网、
电动机及其拖动设备产生较大冲击，特别是会影响电网的正常运行。为了避免电动机启动对电网的冲击，通常规定不经常启动的鼠笼式电动机单机容量不大于电源容量的30%，经常启动的鼠笼式电动机单机容量不大于电源容量的20%。
(P98)
在电动机降压启动控制，电动机定子绕组构成星形连接时。每相绕组承受的电压为额定电压的1/√3倍，故启动电流将降为全压启动时的1/3，达到减小启动电流的目的，由于电动机启动转矩正比于电压平方，故它的启动转矩仅为额定状态时的1/3，所以只能适用于轻载启动。
（P100）
延边三角形启动方式适用用于定子绕组在正常运行时为三角形连接，且有9个连接头的电动机。
延边三角形启动时，电压高于Y接时的电压，所以电动机启动转矩要比启动时高。
（P107）
绕线式异步电动机与鼠笼式电动机相比，具有较好的启动特性和调速性能，并有维护方便、控制系统简单、便于实现自动控制等优点，因而被广泛用于各种矿山机械设备的拖动。
绕线式异步电动机常用转子回路串频敏变阻或串电阻等方法进行启动或调速。
（P180）
排水设备的主要任务是及时、迅速地排除矿井涌水，以确保矿井安全。对于涌水量较大的矿井，常需要多台大流量水泵同时工作，是矿山生产的主要用电设备，因此要求排水设备的电控系统做到运转安全，工作可靠，技术合理，运行经济
水泵集中排水的控制要求是什么
解：（1）水泵必须能够保证连续工作。当运转中的水泵发生故障时，另一台水泵能迅速启动。特别是涌水量较大使水仓水位上升至危险水位时，应能使多台水泵及时启动投入运行。
（2）水泵控制系统应能根据水仓水位的高低，自动按水泵的操作程序开停水泵。
（3）为避免水泵拖动电动机和电控设备长期停用而受潮，并使各台水泵磨损均衡，在正常水位时，各台水泵应能自动轮换工作，以保证各台水泵都能得到正常的维修。
(4)为使矿井用电负荷均匀，在正常情况下，可根据水仓水位变化，按照移峰填谷的供电原则，确定各台水泵的工作时间。
空压机的基本控制要求有哪些
解：（1）空压机的润滑油压、油温超出规定范围时，应有相应的保护。（2）空压机的冷却水出现间断时，应有断水保护。（3）各级排水温度超过规定范围时，要有温度保护。（4）空压机气压超过规定范围时，要有压力保护。
矿井主通风机电控系统有哪些基本要求
解：（1）通风机房必须设在地面，并装设两台同等能力的通风机（包
括电动机），一台运行，一台备用。
(2)通风机房应有两回直接由变（配）电所馈出的线路供电，线路上不应分接任何负载。机房应设置防雷保护。（3）通风机控制设备和辅助设备必须采用与主要设备同等可靠的备用电源。（4）供电和控制系统必须保证工作风机在发生故障时能自动停车，并能在规定时间（10min）内自动启动备用通风机和开、闭相应的风门。（5）电气控制系统应保证反风设施在规定时间（10min）内改变巷道中的风流方向。（6）自动控制系统应能对通风机必须装设的水柱计、电流表、电压表、功率表、轴承温度计等仪表进行监视和报警，并能监控通风机和电动机的轴承润滑系统，保证通风设备的正常运行。（7）对短路及电动机过负荷、误启动、电网电压的较大波动等故障能进行自动保护，并有通风机运行、停车、故障等指示信号。(8)采用同步电动机拖动时，应有失步保护和励磁线路开路保护。
第八章
（P327）
各种类型的变频器都是由主电路和控制电路、操作键盘等部分组成。(P329)
变频器多为箱柜式结构。不同型号的变频器，根据所带负荷大小的不同，其体积相差较大，接线端子的数量和功能也不相同。
电动机启动时，首先闭合隔离开关QS，使控制回路有
电。按下启动按钮SB1，有电流从电源L13经停止按钮
SB2、接触器线圈KM、按下的启动按钮SB1回到电源L11，使触电器有电吸合，其主触头KM闭合，电动机启动运行。同时接触器辅助常开触头KM1闭合，短接启动按钮SB1，不致使该按钮松开后接触器线圈回路失电，起到保持电流通路的作用，故称该触点为自保触电。需要停车时，按下停止按钮SB2，断开接触器线圈回路，接触器KM失电，其主触头断开，切断主回路，电动机停转；当电动机过载时，过载电流使热继电器FR动作，串接在控制回路中的热继电器常闭触头FR打开，接触器KM失电，主触头断开，切断电动机电源，起到保护作用。
电路工作时，首先闭合电源隔离开关QS，使控制回路经主电路的11端和13端接通电源。电动机正转时，按下正转启动按钮SB2,有电流从电源11端经熔断器2FU1→热继电器常闭触点FR→停止按钮SB1→按下的启动按钮SB2→反转接触器2KM的常闭触点2KM1→正转接触器1KM线圈→熔断器2FU2→电源13端，形成电流回路，正转接触器1KM 有电吸合，主触头1KM闭合，电动机正转。
接触器1KM闭合的同时，其辅助常开触点1KM2闭合，使电路形成自保；其另一个辅助常闭触点1KM1打开，切断反转接触器2KM电流通路，保证电动机在正转期间反转接触器2KM不能送电，实现了接触器触头1KM和2KM不能同时闭合的要求。这种两个接触器的线圈回路，彼此互相串接对方一个常闭触点的电路称为互锁保护或电气互锁。这
是控制电路常用的互锁保护方式。
电动机停车时，只需按下停止按钮SB1，断开正转接触器1KM的线圈回路即可。
当电动机需要反转时，按下反转启动按钮SB3，使反转接触器2KM有电吸合，闭合主触头2KM，电动机反转，同时打开接触器常闭触头2KM1，闭锁正转接触器1KM 。
（供学生平时课程学习、复习用，●为重点） 第一章绪论 1.电力电子技术：信息电子技术----信息处理，包括：模拟电子技术、数字电子技术 电力电子技术----电力的变换与控制 2. ●电力电子技术是实现电能转换和控制，能进行电压电流的变换、频率的变换及相 数的变换。 第二章电力电子器件 1.电力电子器件分类：不可控器件：电力二极管 可控器件：全控器件----门极可关断晶闸管GTO电力晶体管GTR 场效应管电力PMOSFET绝缘栅双极晶体管IGBT及其他器件 ☆半控器件----晶闸管●阳极A阴极K 门极G 2.晶闸管 1）●导通：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触电电流的情况晶闸管才能开通。 ●关断：外加电压和外电路作用是流过晶闸管的电流降到接近于零 ●导通条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流 ●维持导通条件：阳极电流大于维持电流 当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才会开通。 当晶闸管导通，门极失去作用。 ●主要参数：额定电压、额定电流的计算，元件选择 第三章 ●整流电路 1.电路分类：单相----单相半波可控整流电路单相整流电路、桥式（全控、半控）、单相全波可控整流电路单相桥式（全控、半控）整流电路 三相----半波、●桥式（●全控、半控） 2.负载：电阻、电感、●电感+电阻、电容、●反电势 3.电路结构不同、负载不同●输出波形不同●电压计算公式不同
单相电路 1.●变压器的作用：变压、隔离、抑制高次谐波（三相、原副边星/三角形接法） 2.●不同负载下，整流输出电压波形特点 1）电阻电压、电流波形相同 2）电感电压电流不相同、电流不连续，存在续流问题 3）反电势停止导电角 3.●二极管的续流作用 1）防止整流输出电压下降 2）防止失控 4.●保持电流连续●串续流电抗器，●计算公式 5.电压、电流波形绘制，电压、电流参数计算公式 三相电路 1.共阴极接法、共阳极接法 2.触发角ā的确定 3.宽脉冲、双窄脉冲 4.●电压、电流波形绘制●电压、电流参数计算公式 5.变压器漏抗对整流电流的影响●换相重叠角产生原因计算方法 6.整流电路的谐波和功率因数 ●逆变电路 1.●逆变条件●电路极性●逆变波形 2.●逆变失败原因器件触发电路交流电源换向裕量 3.●防止逆变失败的措施 4.●最小逆变角的确定 触发电路 1.●触发电路组成 2.工作原理 3.触发电路定相 第四章逆变电路
电力拖动知识点整理 第二章 1.脉宽调制 答: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。 2. 直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩 波调速系统，已知:电源电压Us=300V，斩波器占空 比为30%,电动机反电动势E=100V，在电机侧看， 回路的总电阻R=1Ω。问蓄电池的电流Id是多少是 放电电流还是充电电流 答:因斩波电路输出电压u0的平均值: U0=ρ ×Us=30%×300=90 V < Ea Id=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A 是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能量。 3. PWM调速系统的开关频率 答: 电力晶体管的开关频率越高，开关动态损耗越大；但开关频率提高，使电枢电流的脉动越小，也容易使电流连续，提高了调速的低速运行的平稳性，使电动机附加损耗减小；从PWM变换器传输效率最高的角度出发，开关频率应有一个最佳值；当开关频率比调速系统的最高工作频率高出10倍左右时，对系统的动态特性的影响可以忽略不计。 4．静差率s与空载转速n0的关系 p19 答：静差率s与空载转速n0成反比，n0下降，s上升。所以检验静差率时应以最低速时的静差率为准。 5. 反馈控制有静差调速成系统原理图,各部件的名称和作用。
答： ①比较器： 给定值与测速发电机的负反馈电压比较,得到转速偏差电压ΔUn 。 ②比例放大器A ：将转速偏差电压ΔUn 放大，产生电力电子变换器UPE 所需的控制电压Uc 。 ③电力电子变换器UPE ：将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压Ud 。 ④M 电机：驱动电机。 ⑤TG 发电机：测速发电机检测驱动电机的转速。 ⑥电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值Un*。 6．分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质,说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因，改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速为什么 答：负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。 稳态转速为： 从上式可得：改变给定电压能改变稳态转速；调整转速反馈系数，则K 也要改变，因此也能改变稳态转速。 7．闭环空载转速ncl 比开环空载转速nop 小 多少如何保证ncl=nop p23 答: ncl 是nop 的1/（1+K ）。欲使ncl=n0p 有两种办法： （1）若给定电源可变，则 (1)gb gk U U K =+。 （2）一般不能改变给定电源，则在控制器中引入KP 为好。 cl cl e d e n s p n n K C RI K C U K K n ?-=+-+=0*) 1()1(
集成运算放大电路 输入级采用高性能的恒流源差动放大电路 要求输入阻抗高、差摸放大倍数大、共模抑制比高、差摸输入电压及共模输入电压范围大且静态电流小 作用减少零点漂移和抑制共模干扰信号 中间级采用共射放大电路 作用提供较高的电压增益 输入级要求其输出电压范围尽可能宽、输出电阻小以便有较强的带负载能力且非线性失真小 采用准互补输出级 偏置电路确定合适的静态工作点 采用准互补输出级 综合高差摸放大倍数、高共模抑制比、高输入阻抗、高输出电压、低输出阻抗的双端输入单端输出的差动放大器交直流反馈的判断电容隔直通交直流：短路交流：开路 串并联反馈的判断输入信号与反馈信号同时加在一个输入端上的是并联，反之 电压电流反馈的判断反馈电路直接从输出端引出的是电压反馈从负载电阻RL的靠近 “地”端引出的是电流反馈 直流脉宽调制PWM变换器 将固定电压的直流电源变换成大小可调的直流电源的DC-DC变换器又称直流斩波器。 它能从固定输入的直流电压产生出经过斩波的负载电。负载电压受斩波器工作率的控制。变 更工作率的方法与脉冲宽度调制（斩波频率f=1/T不变，改变导通时间t on）和频率调制（导 通时间t on或关断时间t off不变，改变斩波周期T即斩波频率f=1/T）两种。 斩波器的基本回落方式有升压（斩波器所产生的输出电压高于输入电压）和降压两种，改变回落元件的连接就可改换回路的方式。 用晶闸管作为开关的斩波器，由于晶闸管无自关断能力，它在直流回路里工作是，必须有一套使其关断的（强迫）换相（流）电路。晶闸管的换流方式有：电源换流、负载换流和 强迫换流。 负载换流缺点主要是电骡的揩振频率与L和C的大小有关，随着负载与频率的变化，换流的裕量也随之改变。 为了可靠换流，换流脉冲的幅值应足以消去晶闸管中的电流，脉冲的宽度应保证大于晶闸管的关断时间。 晶闸管斩波器的缺点是需要庞大的强迫换流电脑，是设备体积增大和损耗增加；而且斩波开关频率也低，致使斩波器电流的脉动幅度大，电源揩波也大，往往需加滤波器。 直流PWM变换器分不可逆、可逆输出两大类。前者输出只有一种极性的电压，而后者可输出正或负极性电压。如果在一个斩波周期中输出电压正、负相间的称为双极式可逆PWM 变换器；如果在一个斩波周期中输出电压只有一种极性电压的称为单极式可逆PWM变换 器。 双极式可逆PWM变换器的输出电压Uab在一个周期正、负相间。单机式可逆PWM变换器只在一个阶段中输出某一极限的脉冲电压+Uab或—Uab，在另一阶段中Uab=0. 无制动作用的不可逆输出PWM变换器电流始终是一个方向，因此不能产生制动作用，电动机只能作单象限运行，又称为受限式脉宽调制电路。 受限单极式可逆PWM变换器与单极式可逆PWM变换器的不同是避免了上下两个开关直通的可能性。 双极式脉宽调制器由三角波振荡器、电压比较器构成，单极式脉宽调制器由两只运算放
电机与拖动基础知识重 点 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
电机与拖动基础总复习 试题类型 一、填空题（每题1分，共20分） 二、判断题（每题1分，共10分） 三、单项选择题（每题2分，共20分） 四、简答题（两题，共15分） 五、计算题（三题，共35分） 电力拖动系统动力学基础 1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。 2．电力拖动运动方程的实用形式为 由电动机的电磁转矩T e 与生产机械的负载转矩T L 的关系： 1）当T e = T L 时， d n /d t = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若T e ＞T L 时， d n /d t ＞0，系统处于加速状态； 3）若T e ＜T L 时， d n /d t ＜0，系统处于减速状态。 也就是一旦 d n /d t ≠ 0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。 3．生产机械的负载转矩特性： t n GD T T d d 3752L e = -
直流电机原理 1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。 3 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。 4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a 等于极对数n p 。 5 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。 6 直流电机的励磁方式： dn dT dn dT L e
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
第1章绪论 1 电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。 2 电力变换的种类 （1）交流变直流AC-DC：整流 （2）直流变交流DC-AC：逆变 （3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现（4）交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制 3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术。 第2章电力电子器件 1 电力电子器件与主电路的关系 （1）主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。（2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件。 2 电力电子器件一般都工作于开关状态，以减小本身损耗。 3 电力电子系统基本组成与工作原理 （1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。 （2）检测主电路中的信号并送入控制电路，根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。 （4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证系统正常可靠运行。 4 电力电子器件的分类 根据控制信号所控制的程度分类 （1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。 （2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT。 （3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。 根据驱动信号的性质分类 （1）电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR、GTO、GTR。（2）电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET、IGBT。 根据器件内部载流子参与导电的情况分类 （1）单极型器件：内部由一种载流子参与导电的器件。如MOSFET。 （2）双极型器件：由电子和空穴两种载流子参数导电的器件。如SCR、GTO、GTR。（3）复合型器件：有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。如IGBT。 5 半控型器件—晶闸管SCR 将器件N1、P2半导体取倾斜截面，则晶闸管变成V1-PNP 和V2-NPN两个晶体管。 晶闸管的导通工作原理 （1）当AK间加正向电压A E，晶闸管不能导通，主要是中间存在反向PN结。 （2）当GK间加正向电压G E，NPN晶体管基极存在驱动电流G I，NPN晶体管导通，产生集电极电流2c I。 （3）集电极电流2c I构成PNP的基极驱动电流，PNP导通，进一步放大产生PNP集电极电流1c I。 （4）1c I与G I构成NPN的驱动电流，继续上述过程，形成强烈的负反馈，这样NPN和PNP两个晶体管完全饱和，晶闸管导通。 2.3.1.4.3 晶闸管是半控型器件的原因 （1）晶闸管导通后撤掉外部门极电流G I，但是NPN基极仍然存在电流，由PNP集电极电流1c I供给，电流已经形成强烈正反馈，因此晶闸管继续维持导通。 （2）因此，晶闸管的门极电流只能触发控制其导通而不能控制其关断。 2.3.1.4.4 晶闸管的关断工作原理 满足下面条件，晶闸管才能关断： （1）去掉AK间正向电压； （2）AK间加反向电压； （3）设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。 2.3.2.1.1 晶闸管正常工作时的静态特性 （1）当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 （2）当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。 （3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸管都保持导通。 （4）若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。 2.4.1.1 GTO的结构 （1）GTO与普通晶闸管的相同点：是PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极。 （2）GTO与普通晶闸管的不同点：GTO是一种多元的功率集成器件，其内部包含数十个甚至数百个供阳极的小GTO元，这些GTO元的阴极和门极在器件内部并联在一起，正是这种特殊结构才能实现门极关断作用。 2.4.1.2 GTO的静态特性 （1）当GTO承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 （2）当GTO承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情
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
1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT，以及这些元件的应用范围、基本特性。 2.解释什么是整流、什么是逆变。 3.解释PN结的特性，以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。 4.肖特基二极管的结构，和普通二极管有什么不同 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。 6.如何选配二极管（选用二极管时考虑的电压电流裕量） 7.单相半波可控整流的输出电压计算（P44） 8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪 9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化（P45） 10.单相桥式全控整流电路中，元件承受的最大正向电压和反向电压。 11.保证电流连续所需电感量计算。 12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压（思考题，书上没答案，自己试着算） 13.什么是自然换相点，为什么会有自然换相点。 14.会画三相桥式全控整流电路电路图，波形图（P56、57、P58、P59、P60，对比着记忆），以及这些管子的导通顺序。
15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。 16.为什么会有换相重叠角换相压降和换相重叠角计算。 17.什么是无源逆变什么是有源逆变 18.逆变产生的条件。 19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定公式。 做题：P95：1 3 5 13 16 17，重点会做 27 28，非常重要。 20.四种换流方式，实现的原理。 21.电压型、电流型逆变电路有什么区别这两个图要会画。 22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路，以及这两种电路的输出电压计算。 24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点 做题，P138 2 3题，非常重要。 25.什么是PWM,SPWM。 26.什么是同步调制什么是异步调制什么是载波比，如何计算 27.载波频率过大过小有什么影响 28.会画同步调制单相PWM波形。 29.软开关技术实现原理。
《电力拖动基础》复习要点 题型：填空题、判断题、简答题、分析题、计算题、设计题。 试题中，80%的题目来自课本和PPT 上的例题、习题。 1. 电力拖动系统的动力学基础 20’ 电力拖动系统的定义；典型电力拖动系统；电力拖动系统运动方程式的一般形式和实用形式，各数学符号的物理意义，GD 2和J 的区别与联系；多轴系统等效折算为单轴系统的意义，等效折算的原则；从运动方程式判断系统的工作状态（加速、减速、稳定、静止）；负载转矩特性的定义；曲型的负载转矩特性，各负载转矩特性的特点。 例题1和例题2，独立完成，消化吸收相关知识点。 2. 直流电动机的电力拖动 20’ 机械特性的定义；他励直流电动机的电压平衡方程；机械特性方程；固有机械特性与人为机械特性；电力拖动系统的调速方法（机械调速、电气调速、电气—机械调速）；直流电机的机械特性方程；直流电机的电气调速方法（电枢回路串电阻调速、降压调速、弱磁调速），各调速方法的特点； 采用电动机惯例的一台他励直流电动机的运行参数与运行状态的关系（分析为什么）： （1）0a N U I <，0a a E I <；回馈制动，正转或反转 （2）0a E <，0a a E I >； 电动状态，反转 （3）0T >，0n <，N U U =；倒拉反接制动，反转 （4）0n <，N U U =-，0a I >；回馈制动，反转 （5）0T W <，10P =，0a E <；能耗制动，反转 例题1~例题4，独立完成，消化吸收相关知识点。 3. 闭环控制的直流调速系统 20’ 常用的可控直流电源；PWM 系统的优点；在V-M 系统中，抑制电流脉动的措施；V-M 系统的机械特性方程式；泵升电压产生的原因，泵升电压限制；建立拖动系统动态数学模型的基本步骤； 直流调速方法；直流调速电源；直流调速系统（系统组成、系统分析、静态性能、动态性能、系统设计：调节器的结构和参数设计）。 转速单闭环调速系统有哪些特点；无静差直流调速系统原稳定运行，突增负载后进入新的稳态，此时转速n 、整流装置输出电压C U 较之负载变化关系，分析原因。 例题1~例题5，独立完成，消化吸收相关知识点。
电机与拖动 绪论一、名词解释1. 磁场:电流周围的效应 2.磁动势（磁通势、磁势）:产生磁场的源泉 3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。 4.磁场感应强度（磁通密度）:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势感应能力强弱的一个物理量。 5.磁通量Φ：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线的数目 6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻与磁路的长度成正比，与磁路的磁导率成反比，并与磁路的截面积成反比 7电感：其实质表征的就是电磁装置电与磁转换能力的大小。 二、填空 1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 2、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。 3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 4、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。 5、把电能转换机械能的电机称为电动机; 把机械能转换电能的电机称为电发电机。 三、判断题 1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（√） 2、棱次定律表明垂直穿过线圈的变化磁通，会在线圈中产生电动势。（√） 3、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向一致的。（×） 4、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向一致的。（×） 六、问答题 1.电磁作用原理的综述 有电流必定产生磁场，即“电生磁” ；磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动势，即“动磁生电” ;载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力” 第一章直流电机的原理与结构 一、名词解释 （一）1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分 2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条支路，元件中的电流方向改变的过程。 3.额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。 （二） 1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置 2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换的电磁装置 3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置 4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量的电磁装置 5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换的电磁装置 6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量的电磁装置 7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能的电磁装置 （三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的距离 （四）极距：相邻两个磁极轴线之间的距离 （五）电角度：磁场在空间变化一周的角度表示 二、填空 1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。
电力拖动自动化系统重点章节 第二章： 2.2、2.3节（稳态计算），2. 3.4节不要求。 2.4节，数字测速方法，及各种方法的适用场合。 第三章： 3.1节、3.2节、3.3节（调节器的工程设计方法）。 第四章：泵升电压 第五章：5.1节、5.3节。 第六章： 6.3节、6.5节、6.6节（矢量控制的基本思想）。 转子磁链计算方法以及相应框图绘制、6.8节。 第七章：7.2节、7.6节。 第八章：8.1节、8.3节。 2011.11.14
第2章 转速反馈控制的直流调速系统 1 直流电机主要有哪几种基本调速方法?通过性能比较，你认为哪一种方法最好？ 答：直流电动机稳态表达式 Φ -=e K IR U n 式中: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 ）,e K —电动势常数。 直流电机主要有三种基本调速方法：调节电枢供电电压 U ，减弱励磁磁通Φ，改变电枢回路电阻 R 。 对于要求在一定围无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。 2 常用的可控直流电源主要有哪些？ 答：常用的可控直流电源有以下三种： （1）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。 （2）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。 （3）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。 3．静差率s 与空载转速n 0的关系如何? 答：静差率s 与空载转速n 0成反比，n 0下降，s 上升。所以检验静差率时应以最低速时的静差率 min o n n s ?=为准。 5转速控制的要什么？ 答：1）调速-在一定的最高转速和最低转速的围，分档的或平滑的调节转速。 2）稳速-以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种可能的干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量。 3）加、减速-频繁起、制动的设备要求尽量快的加、减速以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽量平稳。
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
一、填空题： 1、电力电子技术的两个分支是电力电子器件制造技术和 变流技术 。 2、举例说明一个电力电子技术的应用实例 变频器、 调光台灯等 。 3、电力电子承担电能的变换或控制任务，主要为①交流变直流（AC —DC ）、②直流变交流（DC —AC ）、③直流变直流（DC —DC ）、④交流变交流（AC —AC ）四种。 4、为了减小电力电子器件本身的损耗提高效率，电力电子器件一般都工作在 开关状态，但是其自身的功率损耗（开通损耗、关断损耗）通常任远大于信息电子器件，在其工作是一般都需要安装 散热器 。 5、电力电子技术的一个重要特征是为避免功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态，其损耗包括 三个方面：通态损耗、断态损耗和 开关损耗 。 6、通常取晶闸管的断态重复峰值电压UDRM 和反向重复峰值电压URRM 中较 小 标值作为该器件的额电电压。选用时，额定电压要留有一定的裕量，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2~3倍。 7、只有当阳极电流小于 维持 电流时，晶闸管才会由导通转为截止。导通：正向电压、触发电流 （移相触发方式） 8、半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路可能会出现 失控 现象，为了避免单相桥式 半控整流电路的失控，可以在加入 续流二极管 来防止失控。 9、整流电路中，变压器的漏抗会产生换相重叠角，使整流输出的直流电压平均值 降低 。 10、从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度称为 触发角 。 ☆从晶闸管导通到关断称为导通角。 ☆单相全控带电阻性负载触发角为180度 ☆三相全控带阻感性负载触发角为90度 11、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 2√2U1 。（电源相电压为U1） 三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 2.45U 2 。（电源相电压为U 2） 12、四种换流方式分别为 器件换流 、电网换流 、 负载换流 、 强迫换流 。 13、强迫换流需要设置附加的换流电路，给与欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流而关断。 14、直流—直流变流电路，包括 直接直流变流电路 电路和 间接直流变流电路 。（是否有交流环节） 15、直流斩波电路只能实现直流 电压大小 或者极性反转的作用。 ☆6种斩波电路：电压大小变换：降压斩波电路（buck 变换器)、升压斩波电路、 Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路、Zeta 斩波电路 升压斩波电路输出电压的计算公式 U= 1E β=1- ɑ 。 降压斩波电路输出电压计算公式： U=ɑE ɑ=占空比，E=电源电压 ☆直流斩波电路的三种控制方式是PWM 、 频率调制型 、 混合型 。 16、交流电力控制电路包括 交流调压电路 ，即在没半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路， 调功电路 即以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路， 交流电力电子开关即控制串入电路中晶闸管根据需要接通或断开的电路。
模块一 电力拖动动力学 任务一 拖动系统的转矩及运动基本方程式 任务描述（该任务的应用意义） “拖动”是应用各种原动机使生产机械产生运动，来完成一定的生产任务。用电动机作为原动机来拖动生产机械的拖动方式，称为“电力拖动”。 研究分析电力拖动系统中转速、转矩、功率之间的关系对安全、可靠、合理利用电动机具有关键意义。 任务分析（该任务要解决什么问题） 电力拖动系统是一个统一的动力学系统。系统的运动方程式，由电动机产生的电磁转 矩与生产机械负载转矩之间的关系决定。要研究电力拖动系统，就必须分析电动机与负载 之间的关系。从动力学的角度来看，它们服从动力学统一的规律。 相关知识（体现知识内容） 一、电力拖动装置的组成 典型的电力拖动系统是由电动机、工作机构、控制设备及电源四部分组成，如图1—1所示。 电动机将电网的电能变为机械能，用以拖动 生产机械。工作机构是生产机械为执行某一任务 的机械部分。控制设备是为实现电动机的各种运 行要求而使用的各种控制电机、电器等。电源是 向电动机及电气控制设备供电的部分。 通常，电动机与生产机械的工作机构并不同 轴，它们之间还有传动机构，把电动机的运动， 经过中间变速或变换运动方式后，再传给生产机 械的工作机构。 二、电力拖动系统的转矩 在电力拖动系统的工作过程中，存在三种转矩： 1．拖动转矩——电动机轴上输出的转矩，在一般工程计算中，可认为等于电动机产生 知识点及目标（说明该模块的知识要点） 电力拖动系统是一个转动系统，其转动规律用服从动力学统一的规律，即运动方程式。应掌握运动方程式的基本物理含义和用途。 能力点及目标（说明该模块的能力要点） 要能够运用运动方程式进行拖动系统的定性分析和定量分析，能将实际的拖动系统简化为单轴系统用运动方程式进行性能分析。
单相半波可控整流电路 带电阻负载的工作情况 直流输出电压平均值 ?+=+== π α α απωωπ 2 cos 145.0)cos 1(22)(sin 2212 22U U t td U U d 流过晶闸管的电流平均值IdT 和有效值IT 分别为 d dT I I π α π2-=d d T I t d I I π α πωπ π α2)(212-= = ? 续流二极管的电流平均值IdDR 和有效值IDR 分别为 d dDR I I π α π2+= d d DR I t d I I π α πωπ α ππ 2)(2122+= = ?+ 其移相围为180，其承受的最大正反向电压均为u2的峰 值即22U 单相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量。 单相桥式全控整流电路 带电阻负载的工作情况 全波整流 在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，因此该电路为全波整流。
直流输出电压平均值 2cos 19.02cos 122)(sin 212 22d α απωωππ α +=+= = ? U U t td U U 负载直流电流平均值 2 cos 19.02cos 122R 22d d α απ+=+==R U R U U I I 2＝I d 晶闸管参数计算 ① 承受最大正向电压：)2(21 2U ② 承受最大反向电压： 2 2U ③ 触发角的移相围：0=α时，2d 9.0U U =；o 180=α时，0d =U 。因此移相围为o 180。 ④ 晶闸管电流平均值： 2cos 145 .021 2d dVT α+==R U I I 。 （5）流过晶闸管的电流有效值为：IVT ＝Id ∕2 （6）晶闸管的额定电压=(2~3)×最大反向电压 （7）晶闸管的额定电流=(1.5~2)×电流的有效值∕1.57 单相桥式全控整流电路 带阻感负载 直流输出电压平均值 α απ ωωπα πα cos 9.0cos 22)(sin 2122 2d U U t td U U == = ? + 触发角的移相围 0=α时，2d 9.0U U =；o 90=α时，0d =U 。因此移相围为o 90。
（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。
电力拖动基础知识维修电工技师考证复习之三
、电力拖动和电力拖动系统 1. 电力拖动一一用电能来驱动和控制生产机械 拖动——驱动、控制 电力拖动设施由三个部分组成： 1）电动机 2）电动机的控制设备和保护设备 3）电动机与生产机械的传动装置 在电力拖动的运动环节中生产机械对电动机运转的要求: 1）启动. 2）改变运动的速度（调速） 3）改变运动的方向（正反转） 4）制动 电能是现代工业生产的主要能源和动力， 电动机是将电能转换为机械能来拖动生产机械的驱动元件。 电动机与其他原动力（如内燃机、蒸汽机等）相比，电动机的控制方法更为简便并可实现遥控和自动控制。 2. 电力拖动系统一一用电动机拖动生产机械运动的系统 电力拖动系统主要由：电动机 传动机构 控制设备这三个基本环节组成。
电动机与传动机构以及控制设备三者之间的关系如下图所示: 电力拖动系统 由丁开环的电力拖动系统无反馈装置，只有闭环系统中使用反馈装置，上图 中反馈 装置及反馈控制方向用虚线表示。图中点划线框内为电力拖动系统。 二、电力拖动系统的控制方式 1. 继电一一接触器式有触点断续控制 电力拖动的控制方式是由手动控制逐步向自动控制方向发展的。 最初的自动控制是用数量不多的继电器、 接触器及简单的保护元件组成的 继电一 一接触器系统，由丁继电器、接触器均为有触点的控制电器，所以乂称为 有触点控制系统。这种控制具有使用的单一性，即一台（套）控制装置只适用丁 某一固定控制程序的设备，如果控制程序要发生变化，必须重新接线。 而且这种控制的输入、输出信号只有通和断两种状态，所以这种控制是断 续的， 乂称为断续控制。 2. 连续控制 为了使控制系统具有良好的静态特性和动态特性，常采用反馈控制系统。 反馈控制系统由连续控制元件作为反馈装置， 它不仅能反映信号的通、断 状态， 还能反映信号的大小和强弱的变化。 这种由连续控制元件组成的反馈控制系统成为闭环控制系统， 乂称为连续控 控制设备