电力电子与电机拖动综合课程设计
题目：小功率直流电机可控整流
不可逆调速系统的设计
专业：14自动化一班
学号： 114040200118
姓名：徐荣
完成日期： 2017.05.25
指导教师：曹利钢
景德镇陶瓷大学
电力电子与电机拖动综合课程设计任务书班级：14自动动化一班姓名：徐荣指导教师：曹利钢 2017年5月25日
教研室主任签字：年月日
目录
1、引言 (1)
2、调速系统的方案选择 (2)
2.1、直流电动机的选择 (2)
2.2、电动机供电方案的选择 (2)
2.3、触发电路的选择 (2)
2.4、反馈方式的选择 (3)
2.5、直流调速系统 (3)
3、主电路计算 (4)
3.1、整流变压器计算 (4)
3.2、晶闸管元件选择 (5)
3.3、晶闸管保护环节的计算 (6)
3.4、励磁电路的选择 (9)
4、触发电路元件参数的选择 (10)
5、反馈电路参数的选择与计算 (12)
5.1、电流反馈电阻的选择 (12)
5.2、电流截止反馈环节的参数选择 (14)
5.3、电压负反馈电阻的选择 (16)
5.4、给定环节的计算 (17)
5.5、放大器的输入电路 (18)
6、继电器－接触器控制电路的设计 (19)
6.1、设计思路 (19)
6.2、控制电路图 (20)
6.3、能耗制动电阻的计算 (21)
6.4、控制电路的选择 (22)
7、5kW直流调速系统电气原理总图 (23)
8、参考资料 (24)
引言
在电机的发展史上，直流电动机有着光辉的历史和经历，皮克西、西门子、格拉姆、爱迪生、戈登等世界上著名的科学家都为直流电机的发展和生存作出了极其巨大的贡献，这些直流电机的鼻祖中尤其是以发明擅长的发明大王爱迪生却只对直流电机感兴趣，现而今直流电机仍然成为人类生存和发展极其重要的一部分，因而有必要说明对直流电机的研究很有必要。
早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。
直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。
调速系统的方案选择
2.1直流电动机的选择
根据负载功率和额定转速的要求，查产品目录，依据原则及过载要求，选取：型号：Z2－11
额定功率：5KW
额定电压：440V
额定电流：15A
额定/弱磁转速：3000/3600
励磁电压：180V
励磁功率：320W
电枢回路电阻：2
电枢电感：20mH
磁场电感：27mH
效率：81.1％
惯性矩：0.76
2.2电动机供电方案的选择
与交流机组（主控制电路主要是通过接触器来控制的）相比，晶闸管可控整
流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省；而且工作可靠、功耗小、效率高，因此采用晶闸管可控整流装置供电。
本设计选用的是中小型直流电动机，功率低，故可选用单相整流电路。又因
本系统设计是不可逆系统，所以可选用单相半控桥整流电路，这样不仅使控制电路大大简化，而且若控制电路安排合理可以减少电子元件的个数，即应用桥式电路中整流二极管代替续流二极管。这就要求将整流二极管和晶闸管分别放在一侧，当电路没有触发的时候整流二极管做续流作用。
直流电动机的额定电压为440V，直接用电网供电是很难达到要求，同时为了
防止电动机启动与制动对电网的干扰，需要将电压升高并且能够和电网隔离提高功率因数，因此选用本设计采用整流变压器供电方式。
本系统没有对输出电流的脉动提出要求，故不用增加电抗器。
对于小功率的直流电动机直流调速系统一般采用减压调整方案，保持磁通不变，因此励磁绕组可采用单相不控整流电路供电。为保证直流电动机正常工作采用先加励磁电源，后加电枢电压的原则。为了防止电动机在运行过程中因励磁过小而造成转速过高或电流过大的现象，常在励磁回路中设有弱磁保护环节，即增加欠电流继电器。
2.3触发电路的选择
本设计所选用的直流电动机容量较小，通过晶闸管的电流不会超过50A，故可采用电路简单，成本低的单结晶体管触发电路。为实现自动控制，且要同时触发两只阴极不接在一起的晶闸管，可采用由晶体管代替可变电阻的单结晶体管触发电路，用具有两个二次绕组的脉冲变压器输出的脉冲。
2.4反馈方式的选择
反馈方式选择原则应是满足调速指标要求的前提下，选择最简单的反馈方案。
负载要求D ＝10，S ≤10％，则系统应满足的转速降
30000.05
/min 15.8/min (1)
10(10.05)
N
N
r r n
D s n s
?=
≤
=-?-?
电动系数
440152
0.1373000
N a
N
e
N
N
U I R C n
φ
--?==
=
该直流电动机固有转速降
'
152
/min 219/min 15.8/min 0.137
N a
N e
N
r r r I R n C φ
??=
=
= 故采用电压闭环控制系统 控制系统电压放大倍数
'219
111315.8
N u N
n K n
=
-=
-=??
2.5直流调速系统框架图 系统框架图如图1所示：
图1 直流调速系统框图
主电路计算
晶闸管整流电路如图2所示：
图2晶闸管整流电路
3.1整流变压器计算 3.1.1 U2的计算
2
(1~1.2)d A B U U ε=其中：0.9,1,0.9A B ε==取＝则 2440
(1~1.2)
543.2~6520.910.9
V V U ==??
取 2600U V ＝ 电压比
12
220
0.37600
K U U
==
= 3.1.2 一次电流I1和二次电流I2的计算
已知全波整流电路中
1
2
1.11, 1.11f
I I K K
K ===
11
1.05 1.05 1.1115/0.3747.25d
A A I I
K
I K
==??=
2
2
1.111516.65d
A A I I K I
=?==
3.1.3 变压器容量的计算
1
1
1
22047.2510395VA VA S U I
==?= 2
2
2
60016.659990VA VA S U I
==?=
1211
()(103959990)10.222
VA kVA S
S S =
+=+=
3.2 晶闸管元件的选择 3.2.1 晶闸管的额定电压
(2~3)(2~6001697~2546TN
m V V U
U ===
取2400TN V U = 3.2.2 晶闸管的额定电流
未接电抗器的电动机负载性质介于电阻与电感负荷之间，为了晶闸管正常工作，可采用如下公式：
()
(1.5~2)
(1.5~(1.5~20.3~27.01.57
T
T AV A A I
I
====取
()
30T AV A I
= 故选3024KP C --晶闸管元件
尽管整流二极管导通时间长，既有整流作用又有续流作用，但考虑到晶闸管电流裕量大，故而整流二极管电流也选30A ，所选型号初步定为3024ZP -或是
230CZ
3.3 晶闸管保护环节的计算 3.3.1 交流侧过电压保护
3.3.1.1 阻容保护
22
2
6612 2.0410200600
em
C F F S I U
μμ≥=??=
1.5 1.56001273m V V U U ≥==
查询相关电容器分类等级以及标称容量获得如下信息：
纸质电容器 一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.008～0.012mm 的电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量，一般在低频电路内，通常不能在高于3～4MHz 的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路。
故而可以选用2.2F μ、耐压1000V 纸介电容器。
2.357.4R ≥==Ω
取60R =Ω
66
210250 2.2600100.42c
c f A A U I ππ--=?=????= 2
2(3~4)(3~4)0.426030~40R C
R W W P I ≥=??= 可选60Ω、35W 金属膜大功率电阻 3.3.1.2 压敏电阻1V R 的选择
Im 1.326001103A
V V U
==??=
通过查询相关产品参数目录，取电压为1200V ，通流量为5kA,由此选用
311200/5MY -的压敏电阻作交流侧浪涌过电压保护。
3.3.2 直流侧过电压保护
Im (1.8~2)(1.8~2)440792~880A
DC V V U
U ≥=?=
选用31820/3MY -的压敏电阻作直流侧过电压保护。
3.3.3 晶闸管及整流二极管两端的过电压保护
由参考文献上获得晶闸管过电压保护参数估计值如下：
依据上面表格可以初步确定0.2C F μ=、20R =Ω
2
62610500.2600)107.2m R
fCU W W P
--=?=???=
由此可以确定电容器选用0.2F μ、1000V 的纸介电容器。 电阻选用20Ω、10W 的金属膜电阻。 3.3.4 过电流保护
3.3.
4.1交流侧快速熔断器的选择
由于216.65I I A ==,考虑到电动机启动瞬间电流较大，熔断器的选取依据
(1.5~2.5)rn fN I I ≥原则可以选用额定电压为600V ，额定电流为32A 型号为RM10无填充密闭管式熔断器。
3.3.
4.2元件端快速熔断器的选择
由于11.8T I A A ===,为了减少元件的多样性便于设计和安
装，本设计将元件端快速熔断器的规格定为额定电压为600V ，额定电流为25A 型号为RM10无填充密闭管式熔断器。
3.4励磁电路的选择
励磁电路额定电压：180V 、额定电流：1.8A 、额定功率：320W 励磁电路如图3所示：
图3 励磁电路
由于本设计系统是采用减压调速，励磁不变，故励磁绕组采用单相桥式不控整流电路供电，其励磁额定电压与电枢电压不同，需要另外寻找一个电源以满足励磁电路的需要。
整流变压器的计算
'
2180
(1~1.2)
(1~1.2)222~2670.910.9
d U U V V A B ε===?? 取'
2250U V =
按照计算电枢供电变压器容量的方法计算励磁变压器的容量可得:
1'2220
0.88250
U K U =
== 111.05/ 1.05 1.11 1.80.88 2.4I d I K I K A A ==??= 22 1.11 1.8 2.0I d I K I A A ==?= 111220 2.4528S U I VA VA ==?= 222250 2.0500S U I VA VA ==?=
1211
()(528500)51422
S S S VA VA =
+=+= 所以励磁电路所需变压器的容量为600VA 。
励磁电路的整流二极管元件选择：
'
2(2~3)(2~707~1060TN m U U V ===
()(1.5~(1.5~ 1.2~1.6T AV I A A ===
取800TN U V =、() 1.5T AV I A =，故可取型号为28ZP -的二极管为桥式整流元件。
图3中RPL 为与电动机配套的磁场变阻器，用来调节励磁电流。 为实现弱磁保护，在励磁回路中串入了欠电流继电器KA ，通过RPI 调整动作电流。根据额定励磁电流 1.8L I A =,可选用吸引线圈电流为2A 的1411JL ZQ -型直流欠电流继电器。
触发电路元件参数的选择
选用的单结晶体管触发电路如图4所示：
图4单结晶体管触发电路
该系统选用的晶闸管元件为30A、2400V，因此单结晶体管触发电路需要同时触发两只30A的晶闸管元件。由产品目录可以了解到晶闸管门极最大触发电流
≤。故每个二次绕组输出脉冲电压只要大于3.5V，150mA
≤、最大触发电压3V
电流大于150mA即可满足要求。
削波电压选15V，稳压二极管选用211215
-，其功率为1.5W。单结晶
CW V
η=，则脉冲电压一次电压约为9V。若选用匝数比为2：1的脉体管的分压比0.6
冲变压器，则二次电压为4.5V，一次电流只要大于150mH就可以了。单结晶体管选用BT35D，它的最大瞬间发射极电流为2A，因此采用单结晶体管直接输出即可同时触发两组晶闸管。
又因单结晶体管触发电路，在削波电源下降沿会出现触发不可靠，有时会造
成单相半控桥式电路失控现象。为此应在RP的下边串一只固定电阻，使脉冲不会超过移相范围，保证触发电路的可靠性，但缺点就是转速可能调不到零。
同步变压器的选用：
触发电路所需容量
?=
500.15
VA VA
给定电压所需容量
?=
200.15 3.0
VA VA
指示装置所需容量
两只1W的指示灯容量约为2VA
故而脉冲同步变压器的容量选用10VA比较合适。
同步变压器相关参数如图5所示：
图5同步变压器
反馈电路参数的选择与计算
5.1 电流反馈电阻的选择
电流截止负反馈环节如图6所示：
图6电流截止负反馈环节
由于放大器的输入电压最多为10～20V ，因此可取给定电源电压为15V ，即
max 15gd U V =。
电压反馈系数：max 15
0.034440
gd N
U U γ=
=
= 电流反馈系数：max
1d N
I I β=
= 0.034
20.0710.034
a R R γβγ
=
=
?Ω=Ω--
选取0.1R =Ω
初步确定整流装置的内阻i R
01.2 1.20.9600440
13.915
d N i N U U R I -??-=
=Ω=Ω
取电流反馈电阻3P R 上消耗的功率满足
:
3(0.5~1)%(0.5~1)%500025~50P R N P P W W ==?= 取3
45P R P W =，其阻值为332245
0.6111533
P R P N P R I =
=Ω=Ω? 电压反馈系数的确定 电压比较反馈原理图7所示：
图7电压比较反馈原理图
此电压负反馈系统运算放大器的放大倍数是由R3和R1的比值决定的，本设计系统的运算放大倍数为10，即10p K =。
又由于取控制电压为3～6V ，本系统为4.5V 则有：
0440
984.5
d s c U K U =
== 由此可以得出放大器与晶闸管装置的开环放大倍数：
1098980s p K K K ==?=
最终确定的系统参数如下： 电流反馈系数：1β= 电压反馈系数：0.034γ=
电流反馈信号电阻：0.6R =Ω、45P W =，取2Ω、20W 三只电阻并联使用。 电压负反馈环节系统的开环放大倍数：10p K =。与R 并联的电流正反馈信号电位器，在阻值上远大于R 的前提下，尽量取较小的值。这里取100Ω、50W 的电位器即可满足要求。
5.2 电流截止反馈环节的参数选择
电流截止负反馈电路如图6所示。电流截止负反馈信号通过与R 并联的电流截止负反馈电位器（100Ω、50W ）取出，比较电压co U 可以用以下公式算出
1.2 1.2150.1 1.8co N U I R V V ≥=??=
故可以采用一只1.1V 稳压管如型号为2CW50的稳压二极管来代替比较电压，电流截至负反馈信号可以通过电位器RP3尽心调整。
当主电路电流Id 超过截至电流时，V4导通C1旁路脉冲后移，电流截止环节起作用。主电路电流小于截至电流时，V4截止，系统又自动恢复正常工作。
由于主电路电流脉冲，使电流截止反馈工作不正常，为此，对电流截止反馈信号必须滤波，电容C2就是起这个作用的。C2一般取几十～几百微法，本设计取2470/10C F V μ=
5.3 电压负反馈电阻的选择
电压负反馈环节原理图如图8所示：
图8电压负反馈环节原理图
考虑反馈电阻的功率不应太大，依据经验有以下式子：
4(3~4)%(3~4)%5000150~200P R N P P W W ==?= 取4200P R P W =
4224
440968200
P N P R U R P ==Ω=Ω 现取一只2k Ω、200W 的固定电阻和一个1k Ω、200W 的电位器串联，固定电阻是为防止输出电压过高而设置的。
5.4 给定环节的计算
给定环节电路图如图9所示：
图9给定环节电路图
给定电压取15V ，故可选用CW7815
集成稳压器，考虑稳压器正常工作和散
热功耗，选取稳压器输入电压为18V。
则交流断输入电压
18
20
0.90.9
i
U
U V V ===
给定电位器RP1取10kΩ、2W与RP2取2kΩ、2W串联。这里RP2是用来调整最低给定电压，以防失控。
5.5 放大器的输入环节
放大器的输入电路如图10所示：
图10放大器的输入电路
为防止过强的输入信号损坏晶体管V1，常采用二极管的钳位作用，使输入信号的幅值保持在一定的范围内，本设计使正向输入电压不超过 1.4V，反向电压不超过0.7V，故正向用两只二极管串联，使正向电压稳定在最高为1.4V的状态下，反向仅用一个二极管并联在放大器的输入端。本设计是利用二极管的正向导通管压降的作用来实现限位的，由于二极管正向导通管压降是0.7V，所以要实现更高的电压要求可以适当的改变二极管的个数。
由于整流输出电压脉动很大，是反馈信号中含有脉动分量，这样会造成放大器不能正常工作，为此在放大器的输入端需要添加滤波元件，电容C就是起滤波
作用的，选用470F
μ、16V。
继电器－接触器控制电路设计
6.1 设计思路
由于极晶闸管直流调速系统的继电器－接触器的控制电路简单，故可用经验分析法进行设计。
因负载功率较小，故总电源由单相刀开关引入，并设有总电源及工作指示灯。考虑调试方便在励磁电路中添加了控制主电路的控制开关，可实现只有先打开励磁回路才可以打开主回路，保证了整个设计的正常运行的安全性和可靠性。而这一状态的实现是借助于继电器自身功能，以及不同状态下的开合顺序。为了保证电动机迅速而平稳的停车，本系统采用了能耗制动的方式。
6.2 控制电路图
继电器－接触器控制电路图如图11所示：
图11继电器－接触器控制电路图
6.3 能耗制动电阻的计算
直流电动机在停止供电时KM常闭开关闭合，电动机合R9构成回路，形成能
《电力电子装置及系统》 课程设计 题目：基于UC3842的单端反激 开关电源的设计 学院电力学院 专业电子科学与技术 姓名 学号 指导教师 完成时间2016.11.25
目录 摘要 (1) 第一章：开关电源的概述 1.1：开关电源的发展历史 (2) 1.2：开关稳压电源的优点 (2) 1.2.1：内部功率损耗小，转换效率高 (2) 1.2.2：体积小，重量轻 (3) 1.2.3：稳压范围宽 (3) 1.2.4：滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小 (3) 1.2.5：电路形式灵活多样，选择余地大 (3) 1.3：开关稳压电源的缺点 (3) 1.3.1：开关稳压电源存在着较为严重的开关噪声和干扰 (4) 1.3.2：电路结构复杂，不便于维修 (4) 1.3.3：成本高，可靠性低 (4) 第二章：UC3842的原理及技术参数 2.1：UC3842的工作原理 (5) 2.2：UC3842的引脚及技术参数 (6) 第三章：单端反激开关电源 3.1：单端反激开关电源的原理 (7) 3.2：反激式开关电源设计 (9) 3.2.1：输出直流电压隔离取样反馈外回路 (9) 3.2.2：初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路 (11) 总结 (13) 参考文献 (13)
基于UC3842的单端反激开关电源的设计 摘要 开关电源是一种利用现代电子技术，控制开关晶体管和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，也是一种效率很高的电源变换电路，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和MOSFET构成。具有高频率，高功率密度，高可靠性等优点。 本文主要介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于UC3842为控制芯片，实现输出电压可调的开关稳压电源电路。 关键词：开关电源脉冲宽度调制 UC3842
《电机及拖动基础》课程标准 一、课程信息 课程名称：电机及拖动基础课程类型：电气自动化技术专业支撑课 课程代码：0724014 授课对象：电气自动化 学分：5 先修课：高等数学、电路基础 学时：85 后续课：交流调速系统、工厂供电 制定人：杨立波制定时间：2013年3月23日 二、课程性质 课程性质：专业基础课 先修课程：高等数学、电路基础 本课程是电气自动化技术专业的一门重要的专业基础课，同时也是本专业一门最重要的技能养成课。它是电机原理和电力拖动系统两大部分的有机结合，其内容将为电气控制、电力电子技术、工厂供电、电气综合实训、电工中、高级职业资格证书、毕业设计、顶岗实习等后续专业课奠定基础，而本课程的基础实验、实训和专业技能实训将构成电气自动化技术专业最基本的技能。 三、课程设计 1、课程目标设计 总体目标：装配图的阅读与绘图，电工工具的熟练使用，交直流电动机的拆卸、装配与修理，变压器的安装与试验，电动机铭牌参数与计算、电动机参数与机械特性测试、电动机与变压器的运行、维护、控制电机的选择与使用。 通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。 通过本课程的实践教学，使学生深刻地认识到“电机与拖动基础”在工业企业当中的应用，更好地把电机拖动与电气控制技术结合起来，提高机电控制设备的控制技能，从而实现本专业的培养目标。课程一开始就注重将相关职业资格标准融入课程标准，经过本课程学习的学生90%以上能直接通过职业考证。
（1）知识目标 1.直流电机的工作原理和结构 2.电力拖动系统的动力学基础 3.他励直流电动机的机械特性 4.变压器的基本工作原理和结构 6.变压器参数的测定 7.变压器的并联运行 8.交流电机的绕组 9.三相异步电动机的工作原理和基本结构 10.三相异步电动机的工作特性 11.异步电动机铭牌参数 12.三相异步电动机的机械特性 13.同步电机的基本工作原理和结构 14.电动机发热及冷却 15.电动机类型、额定电压、额定转速的选择 （2）能力目标 变压器的安装与试验 变压器的运行特性与参数测试 直流电动机的拆装， 直流电机故障分析与维护， 直流并励电动机的机械特性测试 三相异步电动机的拆装检修与测试 三相异步电动机定子绕组重绕 三相异步电动机的工作特性 三相异步电动机的效率测量 三相异步电动机的温升实验 三相异步电机运行故障及维修 三相异步电机基本检测方法 三相异步电动机的机械特性测试 同步电动机调相运行特性 几种常用的控制电动机 电力拖动系统中电动机的选择 2、课程内容设计 （1）设计的整体思路： 通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。 （2）模块设计表：
概念部分（小题） 1、电力电子装置的主要类型：AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC、静态开关 通信电源交流稳压电源 充电电源通用逆变电源 3、直流电源装置电解电镀直流电源交流电源装置不间断UPS电源 开关电源 4、缓冲电路的主要作用：抑制开关器件的di/dt 、du/dt，改变开关轨迹，减少开关损耗 ，使之工作在安全工作区内。 5、常用耗能式缓冲电路：无极性、有极性、复合型注：p14电路模型区分。 6、过电流保护方法：（1）利用参数状态识别对单个期间进行自适保护 （2）利用常规方法进行最终保护。 7、为防止桥臂中两个开关器件直通，通常对两个开关器件的驱动信号进行互锁并设置死区 8、缓冲电路类型（判断或者填空） 无源功率因数校正（在电源输入端加入低频大电感） 9、功率因数校正有源滤波器无功谐波补偿 有源功率因数校正 功率因数校正电路(单项有源校正装置主要是 boost，可分为不连续电流模式和连续电流模式) 10、UPS典型结构：稳压器整流器逆变器转换开关 UPS主要分类：后备式、双变换在线式、在线互动式、双变换电压补偿在线式（delta 变换式） 其中：后备式是以市电供电为主的UPS，一般后备式UPS功率多在2kV A以下。其工作原理图见书P95图4.2 双变换在线式是以逆变器为主的工作方式，原理图书P95图4.3 11此外，在相同开关频率下，单极性的波动频率较双极性波提高一倍。 13、无源的功率因数校正是在输入端加电容电感进行被动补偿这是一种预补偿 有源的是主动补偿比如我们讲的Boost功率因数校正器 14、逆变类型：全桥半桥推挽 15、开关电源结构， 16、功率因数校正概念， 17、逆变器结构， 18、感应加热电源 （这些有的没有写出答案的大家自己对着书看一下啊，要断电了，来不及找了）
电力电子与电力传动专业情况及学校排名 电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。它是综合了电能变换、电磁学、自动控制、微电子及电子信息、计算机等技术的新成就而迅速发展起来的交叉学科，对电气工程学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。 学科研究范围: 电力电子器件的原理、制造及其应用技术；电力电子电路、装置、系统及其仿真与计算机辅助设计；电力电子系统故障诊断及可靠性；电力传动及其自动控制系统；电力牵引；电磁测量技术与装置；先进控制技术在电力电子装置中的应用；电力电子技术在电力系统中的应用；电能变换与控制；谐波抑制与无功补偿。 研究方向: 1 ）谐波抑制与无功补偿 2 ）电力电子电路仿真与设计 3 ）计算机控制系统 4 ）电气系统智能控制技术 5 ）现代控制理论及其电气传动中的应用 6 ）系统故障诊断技术及应用 7 ）现代交、直流电机调速技术 8 ）功率变换技术的研究 该学科对实践动手能力要求很高，难度较大。本科是电气工程、自动化、电子信息工程的适合报考这个专业。该专业需要的基础是电路基础，模拟电路与数字电路，电机学，单片机技术，计算机控制技术，电力电子技术，电力拖动自动控制系统，数字信号处理。 该专业实力最强的几所院校:浙大（拥有国内唯一的电力电子国家实验室，师资力量雄厚，有汪栖生院士和徐德鸿等知名教授，科研成果较多）西安交通大学（西交的电力电子与能源研究中心在国内处于领先水平，科研成果较多，有电力电子知名专家王兆安教授）南京航空航天大学（有航空电源航空科技重点实验室，师资力量雄厚，科研成果较多）合肥工业大学和中国矿业大学（有电力电子与电力传动国家重点学科) 华北电力大学的张一工教授是国内谐波抑制与无功补偿领军人物之一，另外石新春和韩民晓教授也是电力电子与电力传动佼佼者。 老是看到好多新同学打听这个专业，N多人还在比较电力系统和电力电子与电力传动，哪个更好？哪个更有前(钱)途？马上就过年了，今天有点空，也想冒下泡，想跟对这一方向有点兴趣的兄弟姐妹简单聊一下总体情况。我也只是一名研发工香港六合彩程师，说得不对不全之处，请各位拍砖时手下留情。 毫无疑问，电力系统是电气工程下面一个非常非常传统的专业，毕业后较大的可能进入国家电网或南方电网下属的各级电力公司，君不见这个坛子里好多人讲电力的高薪，因而也算是一个旱涝保收的铁饭碗；而电力电子与电力传动却是一个全新的专业，是电力、电力、与控制的交叉学科，涉及到电路拓扑、自动理论、模电数电综合知识，并且动手能力、实践经验在某种程度上决定了项目的成败。电力电子专业的同学毕业后一般进入企业或研究所，如世界顶尖的电力电子公司，如Emerson、GE、Simens、ABB、Philips、Oslang等，当然还有一堆国内的公司，一般从事开关电源、UPS、变频器、无功补偿、及有源滤波等等。总结一句话，如果你想有一个至少目前还不错的铁饭碗，就学电力系统；如果你想从事具有前沿挑战性的朝阳行业，并且还不怕吃苦，希望苦尽甘来的可以学电力电子与电力传动。如果学了电力系统后在电力公司3、5年后未混到一官半职，那时的薪水可能就不如从事电力电子
第五章电力电子装置的设计知识 1、电力电子装置的设计概念、设计流程、设计依据。 2、用电流互感器和霍尔传感器进行电流信号检测各有什么特点。 3、对输入瞬态电压可采取什么措施进行抑制？ 4、可采取何措施对电压控制型功率晶体管进行控制极保护？ 5、试说明电磁兼容的概念，其包含哪些内容？ 6、试说明差模干扰、共模干扰概念；常用的差模干扰、共模干扰滤波电路，试说明其原理； 7、说明热学的欧姆定律；如何设计功率半导体器件的散热器？ 8、缓冲电路有哪些类型？试说明RCD缓冲电路工作原理及各元器件的作用及其参数确定。 9、如何对电力电子装置进行过流保护？ PWM直流电源装置 1、直流电源装置有哪些类型？ AC/DC DC/DC DC/AC/DC 2、AC/DC变换器中输入源电流谐波与输出电压波纹的含义是什么。 输入源电流谐波是指输入源电流除了基波外还有高次谐波，输出电压文波是指输出直流电压中含有的工频交流成分。 3、为什么SCR整流电路不能用大电容滤波电路；对于二极管整流电路，在采用大电容滤波电路时，必须在电路上采取什么措施，为什么？ 晶闸管采用相控方式，由于大电容阻碍电压变化，所以不能用大电容滤波电路：二极管整流电路，在采用大电容滤波会产生启动冲击电流问题，因此要在电路中采用启动限流电路，会产生高脉冲电流峰值，谐波电流大，污染电网，降低功率因数，因此要加功率因数校正电路。二极管整流的缺陷及措施 输出中交流分量高滤波（大L C 大L,C） 启动时浪涌电流带NTC（负温度系数热敏电阻） 输入电流呈窄脉冲状，谐波含量高，PF低 4、简述AC/DC整流器功率因数校正的意义与校正原理。传统的整流器为什么会使电网电流产生畸变？进行APFC的必要条件是什么？可采用哪些DC/DC变换器电路进行APFC？ AC侧虽然输入交流电压是正玄的，但输入的交流电流的波形却严重畸变，由于谐波电流的存在，使整流电路输入端功率因数下降，负载课得到的实际功率减少，在电网中产生畸变的电流，其谐波电流对电网有危害作用。 有源功率因数校正控制技术原理有源功率因数校正技术主要采用一个变换器串入整流滤波与变换器之间, 通过特殊的控制, 一方面强迫输人电流跟随输人电压, 从而实现单位功率因数,另一方面反馈输出电压使之稳定, 从而使变换器的输人实现预稳。 传统的整流方式通常采用二极管整流或相控整流方式。采用二极管整流方式的整流器存在电网吸取畸变电流，造成电网的谐波污染。采用相控的整流器也存在深度相控下交流侧功率因数很低，因换流引起电网电压波形畸变。 APFC的必要条件一、能高频离散化处理输入电流脉冲二、使输入电流强迫工作在正弦
电机与拖动实习心得 此次实习的大小电机分厂.成套厂2个分厂各有个的特色和用途，全方位体现了电机从进料到装配再到出场的流程，是我大饱眼福，对各类电机、电气元件有了一些基本了解。下面是美文网小编为大家收集整理的电机与拖动实习心得，欢迎大家阅读。 电机与拖动实习心得篇1 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，便于出现错误时及时修正。 电机与拖动实习心得篇2 在机电学校校区开始了为期两个星期的电力拖动实训。整个实训过程，可以用师生教与学其乐融融来形容。 机电091班在机电学校校区开始了为期两个星期的电力拖动实训。整个实训过程，可以用师生教与学其乐融融来形容。 实训第一天，机电091班就以善思乐学的精神让指导老师刮目相看。 实习中，我们不仅认真做好指导老师布置的每一个任务，还在歇息间隙与我们进行探讨，共同研究电路的接法及相关知识。固然整个实习不算难，但我们不看轻每一个学习的机会，认真接好每一条线，拧好每一个螺丝，我们以努力的成果证实了我们的对这次实训的重视。值得一提的是，这个班级有很强的团队意识，在每一次通电环节中若有谁电路没有接通，就会三三两两互相讨论原因，并找出解决的办法。 实习不仅是一个对所学知识的补充与升华，更是一个考验学生动手能力的平台。两周实习中，师生们一起度过了很愉快的学习时光，由于我们不仅用认真的态度来对待每一个学习任务，捉住每一次动手的机会，增强动手意识，进步动手操纵能力，更用我们优秀的实习成果往返报老师的关心和付出。 电机与拖动实习心得篇3
080804 电力电子与电力传动
中国科学院--电工研究所-- 电力电子与电力传动 北京航空航天大学--自动化科学与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 北京交通大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 北京理工大学--机械与车辆工程学院-- 电力电子与电力传动 南开大学--物理科学学院-- 电力电子与电力传动
天津大学--电气与自动化工程学院-- 电力电子与电力传动 华北电力大学--电气与电子工程学院-- 电力电子与电力传动 北方工业大学--机电工程学院-- 电力电子与电力传动 燕山大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 华北电力大学（保定）--电力工程系-- 电力电子与电力传动 太原理工大学--电气与动力工程学院-- 电力电子与电力传动 东北大学--信息科学与工程学院-- 电力电子与电力传动 大连海事大学--自动化与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 辽宁工学院--信息科学与工程学院-- 电力电子与电力传动 沈阳工业大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 辽宁科技大学--电子与信息工程学院-- 电力电子与电力传动 吉林大学--仪器科学与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 长春工业大学--电气与电子工程学院-- 电力电子与电力传动 东北电力大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 哈尔滨工程大学--自动化学院-- 电力电子与电力传动 大庆石油学院--电气信息工程学院-- 电力电子与电力传动 武汉大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 东华大学--信息科学与技术学院-- 电力电子与电力传动 上海大学--机电工程与自动化学院-- 电力电子与电力传动 上海海事大学--物流工程学院-- 电力电子与电力传动 上海交通大学--电子信息与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 上海理工大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动
第一章绪论 1、电力电子技术的核心是电能形式的变换和控制，并通过电力电子装置实现其应用。 2、电力电子装置定义：以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。 3、电力电子控制系统：电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统。 4、电力电子装置的主要类型： AC/DC变换器（整流器） DC/DC变换器（采用PWM控制的变换器也叫直流斩波器） AC/AC变换器（输入输出频率相同叫做交流调压器，频率变化叫变频器） DC/AC变换器（逆变器） 静态开关（静态开关通、断时没有触点动作，从而消除了电弧的危害。且静态开关由电子电路控制，自动化程度高。） 5、电力电子装置的应用 （1）直流电源装置：通信电源、充电电源、电解电镀直流电源、开关电源 （2）交流电源装置：交流稳压电源、通用逆变电源、不间断电源UPS （3）特种电源装置：静电除尘用高压电源、超声波电源、感应加热电源、焊接电源 （4）电力系统用装置：高压直流输电、无功功率补偿装置和电力有源滤波器、电力开关（5）电机调速用电力电子装置：直流、交流 （6）其他实用装置：电子整流器和电子变压器、空调电源、微波炉、应急灯等电源 6、电力电子装置的发展前景：交流变频调速、绿色电力电子装置、电动车、新能源发电、信息来源 7、半导体电力电子开关器件：电力二极管、晶闸管、电力晶体三极管、电力场效应晶体管、绝缘门极双极型晶体管IGBT 8、电力转换模块：把同类或不同类的一个或多个开关器件按一定的拓扑结构及转换功能连接并封装在一起的开关器件组合体。 功率集成电路PIC：将电力电子开关器件与电力电子变换器控制系统中的某些环节制作在一个整体上，就叫功率集成电路。 电源管理集成电路：可以提供各种方式来控制电源转换并管理各种器件的集成电路。 9、散热： （1）为什么要散热？答:PN结是电力电子器件的核心，PN结的性能与温度密切相关，因而每种器件都规定最高允许结温，器件运行不得超过这个温度，否则许多特性参数改变，甚至使器件永久性烧坏，不散热，100A的二极管长时间流过50A也可能被烧坏。 （2）散热的原理。散热途径有三种，但电力电子器件采用热传导和热对流两种方式。（3）散热措施：减少器件损耗：采用软开关电路，增加缓冲电路等措施。 散热措施：提高接触面光洁度，涂导热硅脂，施加合适安装压力。 选择有效散热面积大的散热器。 结构设计注意风道的形成，可以用水、油等介质管道帮助冷却。 10、缓冲电路： （1）作用：抑制开关器件的di/dt、du/dt，改变开关轨迹，减少开关损耗，使之工作在安全工作区域内。 （2）普通晶闸管用无极性缓冲电路，GTO、BJT、IGBT等自关断器件，工作频率比SCR高得多，用有极性缓冲电路。
电力电子文献综述 姓名：范毅光 班级：14电气2班 学号：1405130221
电力有源滤波器 电力电子装置自身所具有的非线性导致了电网中含有大量谐波，这些谐波给电力系统带来了严重的污染，严重危害了用电设备和通信系统的稳定运行。虽然传统的无源电力滤波器具有结构简单、成本低、技术成熟、运行费用低等优点，但同时也有一些缺点，例如只能抑制固定的几次谐波，并对某次谐波在一定条件下会与电网阻抗产生谐振反而而使谐波放大。目前，谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器，有源电力滤波器也是一种电力电子装置，且相关技术的研究也日渐成为研究的热点。本文阐述了几种常见APF的拓扑结构及各自的优缺点，详细分析了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法，比例控制和前馈控制两种电流环控制策略以及SPWM和SVPWM两种调制策略。介绍了电力有源滤波器的基本原理和结构，并设计了并联型有源电力滤波器的控制系统，实验结果表明,其谐波抑制和无功补偿可以达到良好的效果,在技术上是可行的。 随着现代科技的发展，一方面，危害电能质量的因素不断增加，例如，以电力电子装置为代表的非线性负荷的使用、各种大型用电设备不断普及，如高性能办公设备、精密实验仪器、计算机、通信及数据处理系统、精密生产过程的自动控制设备等。上述问题的矛盾越来越突出，这使得电能质量问题对电网和配电系统造成直接危害和可能对人类生活造成的损失也越来越大，因此电能质量的好坏直接关系到国民经济的总体效益。 一．谐波对电力系统主要危害： 1.谐波增加了公共电网的附加输电损耗，降低了发电、输电设备的利用率。 2.在电缆输电的情况下，谐波以正比于其电压幅值的形式增加了介质的电场强度，缩短了电缆的使用寿命，还增加了事故概率和修理费用。 3.谐波会影响甚至严重影响用电设备的正常工作。 4.谐波还引起某些继电器、接触器的误动作。 5.谐波使得常规电气仪表测量不准确。 6.谐波对周围环境产生电磁干扰，影响通信、电话等设备的正常工作。 7.谐波容易使电网产生局部的并联或串联谐振，而谐振导致的谐波放大效应又进一步恶化和加剧了所有前述问题。 国家标准GB/T14549—1993对电能质量公用电网谐波作出了限定，因此减小谐波影响是电力工程必须考虑的重要问题。 二．抑制谐波的方法： 无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波构成低阻抗旁路；单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点。 目前，谐波抑制的一个重要趋势是采用电力有源滤波器APF。有源电力滤波器也是一种电力电子装置。其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生与该
《电机与拖动技术》课程标准 一、课程简介 《电机与拖动技术》是电力系统自动化技术专业主干课，是学习本专业其它专业课的重要基础。 《电机与拖动技术》在电力系统自动化专业的课程体系中具有承上启下和举足轻重的地位。先修课程包括高等数学、电工电子等。该课程是学生学习“电力系统继电保护原理”、“发电厂电气部分”、“电力系统自动化”、等专业主干课程和“电力系统课程设计”、“电力系统综合实验”等实践性教学环节的必备理论基础。 《电机与拖动技术》既具有较强的理论性，又具有很强的实践性，课程内容与电力系统生产运行过程密切相关，对于培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，全面提高自身素质具有特别重要的作用。。
二、课程性质与定位 《电机与拖动技术》是电力系统自动化技术专业的一门主干课，它又是本专业一门重要的必修专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握各类电机的工作原理、基本结构及运行特性，掌握直流和交流电力拖动系统的组成、起动、制动和调速的分析计算方法及必要的测试技能，从而能合理地使用电机以满足后续专业课对该方面知识的需要，同时也为学生在今后从事专业技术工作中，保证电机工作稳定、可靠和经济运行打下扎实基础。 《电机与拖动技术》是机械类和电气类专业的核心课程，在人才培养方案中起承上启下的作用，具有十分重要的地位，为后续专业课程的学习及班组技术革新打下良好的理论和专业技术基础。 前续课程：《高等数学》、《电工电子技术》、等课程。 后续课程《发电厂变电站电气部分》、《工厂供配电技术》、《电力系统继电保护》和毕业设计等课程。 三、课程设计思路 通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。 四、课程培养目标 1.总体目标 线路图的阅读与绘图，电工工具的熟练使用，交直流电动机的原理、电动机铭牌参数与计算、电动机参数与机械特性测试、电动机与变压器的运行、维护、控制电机的选择与使用。 2.知识目标 （1）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 （2）掌握电力拖动系统的基本理论，计算方法 （3）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。 （4）掌握一定的电磁计算方法，培养学生运算能力。
电力电子与电力传动简介 本文章来源：考研网发布者：wenpinger 浏览次数：3051 发布时间：2010-2-01 16:34 对电力电子与电力传动专业的介绍 电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。它是综合了电能变换、电磁学、自动控制、微电子及电子信息、计算机等技术的新成就而迅速发展起来的交叉学科，对电气工程学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。 学科研究范围: 电力电子器件的原理、制造及其应用技术；电力电子电路、装置、系统及其仿真与计算机辅助设计；电力电子系统故障诊断及可靠性；电力传动及其自动控制系统；电力牵引；电磁测量技术与装置；先进控制技术在电力电子装置中的应用；电力电子技术在电力系统中的应用；电能变换与控制；谐波抑制与无功补偿。 研究方向: 1 ）谐波抑制与无功补偿 2 ）电力电子电路仿真与设计 3 ）计算机控制系统 4 ）电气系统智能控制技术 5 ）现代控制理论及其电气传动中的应用 6 ）系统故障诊断技术及应用 7 ）现代交、直流电机调速技术 8 ）功率变换技术的研究 该学科对实践动手能力要求很高，难度较大。本科是电气工程、自动化、电子信息工程的适合报考这个专业。该专业需要的基础是电路基础，模拟电路与数字电路，电机学，单片机技术，计算机控制技术，电力电子技术，电力拖动自动控制系统，数字信号处理。 该专业实力最强的几所院校:浙大（拥有国内唯一的电力电子国家实验室，师资力量雄厚，有汪栖生院士和徐德鸿等知名教授，科研成果较多）西安交通大学（西交的电力电子与能源研究中心在国内处于领先水平，科研成果较多，有电力电子知名专家王兆安教授）南京航空航天大学（有航空电源航空科技重点实验室，师资力量雄厚，科研成果较多）合肥工业大学和中国矿业大学（有电力电子与电力传动国家重点学科) 电力电子专业状况及职场发展 老是看到好多新同学打听这个专业，N多人还在比较电力系统和电力电子与电力传动，哪个更好？哪个更有前(钱)途？马上就过年了，今天有点空，也想冒下泡，想跟对这一方向有点兴趣的兄弟姐妹简单聊一下总体情况。我也只是一名研发工程师，说得不对不全之处，请各位拍砖时手下留情。 毫无疑问，电力系统是电气工程下面一个非常非常传统的专业，毕业后较大的可能进入国家电网或南方电网下属的各级电力公司，君不见这个坛子里好多人讲电力的高薪，因而也
电力电子装置及系统概述 张密李静怡牟书丹李子君 0 引言 在电力系统中，许多功能的实现都需要靠电力电子装置来完成。比如说可再生能源的并网发电、无功和谐波的动态补偿、储能装置的功率转换、配用电能的双向流动、交直流电网的柔性互联等。 随着科技的日益发展，大功率、高电压电力电子器件的发展，变换器单元化、模块化以及智能化水平的提高，控制策略和调制策略性能的提升，电力电子装置在电力系统中的作用会越来越大。 1 电力电子装置及系统的概念 电力电子装置是以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。 电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统，其基本组成如图所示。它是通过弱电控制强电实现其功能的。控制系统根据运行指令和输入、输出的各种状态，产生控制信号，用来驱动对应的开关器件，完成其特定功能。 2 电力电子装置的主要类型 电力电子装置的种类繁多，根据电能转换形式的不同，基本上可以分为5大类：交流-直流变换器（AC/DC）、直流-交流变换器（DC/AC）、直流-直流变换器（DC/DC）、交流-交流变换器（AC/AC）和电力电子静态开关。 1.AC/DC变换器 AC/DC变换器又称整流器。用于将交流电能变换为直流电能。 2.DC/DC变换器 DC/DC变换器用于将一种规格的直流电能变换为另一种规格的直流电能。采用PWM 控制的DC/DC变换器也称直流斩波器，主要用于直流电机驱动和开关电源。 3.DC/AC变换器 DC/AC变换器又称逆变器。用于将直流电能变换为交流电能。根据输出电压及频率的变化情况，可分为恒压恒频（CVCF）及变压变频（VVVF）两类，前者用作稳压电源，后者用于交流电动机变频调速系统。 4.AC/AC变换器 AC/AC变换器用于将一种规格的交流电能变换为另一种规格的直流电能。输入和输出频率相同的称为交流调压器，频率发生变化的称为周波变换器或变频器。 5.静态开关 静态开关又称无触点开关，它是由电力电子器件组成的可控电力开关。 根据需要，以上各类变换可以组合应用。此外，各类变换器正在向模块化发展，可方便地组成不同功率等级的变换器。 3 电力电子装置的应用概况 3.1发电阶段中的应用 （1）发电机组励磁。 大型发电机组应用静止励磁技术，与励磁机相比，具有调节速度快、控制简单的特点，显著提高
电机与拖动基础 第一章电机的基本原理 (1) 第二章电力拖动系统的动力学基础 (6) 第三章直流电机原理 (12) 第四章直流电机拖动基础 (14) 第五章变压器 (29) 第六章交流电机的旋转磁场理论 (43) 第七章异步电机原理 (44) 第八章同步电机原理 (51) 第九章交流电机拖动基础 (61) 第十章电力拖动系统电动机的选择 (73)
第一章 电机的基本原理 1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数 学公式。 1-2 答： 1-3 电与磁存在三个基本关系，分别是 1-4 （1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间而变 化，那么将在线圈中感应出电动势。感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，即 1-5 t Φ N e d d -= 1-6 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，式中的负号表示感应 电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。 1-7 （2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变， 而让导体在磁场中运动，这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产生感应电动势。这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 1-8 Blv e = 1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。
1-10（3）载流导体在磁场中的电磁力：如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体，则会在载流导体上产生一个电磁力。载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关，当导体与磁力线方向垂直时，所受的力最大，这时电磁力F与磁通密度B、导体长度l以及通电电流i成正比，即 F 1-11Bli 1-12电磁力的方向可由左手定则确定。 1-13 1-14通过电路与磁路的比较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系（如电阻与磁阻），请列表说明。 1-15答： 1-16磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁心，铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多，铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合，这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路，也可以说电路是电流所流经的路径。 1-17磁路与电路之间有许多相似性，两者所遵循的基本定律相似，即KCL：在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束；KVL：在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律；另外，磁路与电路都有
电力电子装置与系统考试资料仅供参考 学院：机电学院 专业：应用电子 班级： 学号： 姓名：
摘要：本文简单回顾了电力电子技术及其器件的发展过程，介绍了现在主流的电力电子器件的工作原理、应用范围及其优缺点，探讨了在21世纪中新型电力电子器件的应用展望。关键词：电力电子技术；晶闸管；功率集成电路； 引言 电力电子技术包括功率半导体器件与IC技术、功率变换技术及控制技术等几个方面，其中电力电子器件是电力电子技术的重要基础，也是电力电子技术发展的“龙头”。从1958年美国通用电气（GE）公司研制出世界上第一个工业用普通晶闸管开始，电能的变换和控制从旋转的变流机组和静止的离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。到了70年代，晶闸管开始形成由低压小电流到高压大电流的系列产品。同时，非对称晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等晶闸管派生器件相继问世，广泛应用于各种变流装置。由于它们具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、响应快等优点，其研制及应用得到了飞速发展。 由于普通晶闸管不能自关断，属于半控型器件，因而被称作第一代电力电子器件。在实际需要的推动下，随着理论研究和工艺水平的不断提高，电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大发展，先后出现了GTR、GTO、功率MOSET等自关断、全控型器件，被称为第二代电力电子器件。近年来，电力电子器件正朝着复合化、模块化及功率集成的方向发展，如IGPT、MCT、HVIC等就是这种发展的产物。 电力整流管 整流管产生于本世纪40年代，是电力电子器件中结构最简单、使用最广泛的一种器件。目前已形成普通整流管、快恢复整流管和肖特基整流管等三种主要类型。其中普通整流管的特点是：漏电流小、通态压降较高（1.0～1.8V）、反向恢复时间较长（几十微秒）、可获得很高的电压和电流定额。多用于牵引、充电、电镀等对转换速度要求不高的装置中。较快的反向恢复时间（几百纳秒至几微秒）是快恢复整流管的显著特点，但是它的通态压降却很高（1.6～4.0V）。它主要用于斩波、逆变等电路中充当旁路二极管或阻塞二极管。肖特基整流管兼有快的反向恢复时间（几乎为零）和低的通态压降（0.3～0.6V）的优点，不过其漏电流较大、耐压能力低，常用于高频低压仪表和开关电源。目前的研制水平为:普通整流管（8000V/5000A/400Hz）；快恢复整流管（6000V/1200A/1000Hz）；肖特基整流管（1000V/100A/200kHz）。
电机与拖动基础
第一章 电机的基本原理 1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数学公式。 1-2 答： 1-3 电与磁存在三个基本关系，分别是 1-4 （1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在 线圈中感应出电动势。感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，即 1-5 t Φ N e d d -= 1-6 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，式中的负号表示感应电动势试图阻 止闭合磁路中磁通的变化。 1-7 （2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变，而让导体在磁 场中运动，这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产生感应电动势。这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 1-8 Blv e = 1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。 1-10 （3）载流导体在磁场中的电磁力：如果在固定磁场中放置一个通有 电流的导体，则会在载流导体上产生一个电磁力。载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关，当导体与磁力线方向垂直时，所受的力最大，这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比，即 1-11 Bli F = 1-12 电磁力的方向可由左手定则确定。 1-13 1-14 通过电路与磁路的比较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系 （如电阻与磁阻），请列表说明。 1-15 答： 1-16 磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁心，铁心的 磁导率比其他物质的磁导率高得多，铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合，这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。而电路是由
《电机与拖动》试题 及答案 直流电机 一、填空题： 1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻) 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（E a〈U；E a〉U） 3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠） 4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同） 5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。（2p；2） 6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用） 二、判断题 1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）（F） 2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（T） 3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F） 4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（）（F）
电力电子与电力传动学科硕士研究生培养方案 电力电子与电力传动学科硕士研究生培养方案 本学科是电气工程一级学科下的二级学科，是一个既涉及传统电气技术，又会聚了现代电力电子技术、信息与控制技术的工程应用学科。特点是综合了强电与弱电、电力与电子、硬件与软件、测量与控制等多学科的知识，实现对供配电系统、电力拖动系统及机电自动化设备与生产线的供电、驱动与控制及深层次的理论研究。 本学科与电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、仪器科学与技术、电路与系统等学科相互交叉，紧密联系，理论深入而又工程性强。近年来发展势头良好，社会对此方面的高级技术人才有很好的需求。 一、培养目标 本学科硕士学位培养过程中以电力电子、电机拖动及控制、供配电技术与测量传感及工程控制为核心，硕士学位获得者应掌握电力电子与电力传动科学的基础理论与技术，并掌握电子科学、计算机科学及信息科学的一般理论与技术，具有从事电力拖动与控制系统、供电系统和电子信息系统科学以及相关领域的研究开发及教学工作能力，有严谨求学的学风和高尚的职业道德，熟练掌握一门外语。 二、研究方向 01机电伺服驱动及控制技术 02电力传动控制与变流技术 03电力电子智能功率驱动及控制 04电力系统自动化 05电力电子与电力传动系统 06电能质量与控制 三、培养方式和学习年限 全日制硕士研究生学习年限一般为两年半至三年；在职硕士研究生学习年限一般为三年半至四年；提前完成硕士学业者，可提前半年毕业；若因客观原因不能按时完成学业者，可申请适当延长学习年限，延长时间不得超过半年。 四、学分与课程学习基本要求 总学分要求不低于26学分，其中课程总学分不低于24个学分，必修环节不低于2学分。课程学分要求中，学位课不低于15学分，其中所有公共基础课必修（皆为校统考课程），基础课至少选修一门。 学位课可以代替非学位课，但非学位课不能代替学位课。对于跨学科专业或同等学力录取的硕士生须补相应专业本科核心课程至少3门，但不计学分。 五、课程设置（详见课程设置表） 六、必修环节（参见第98页） 七、学位论文（参见第98页） ·1·
电机拖动复习题 一、填空题： １．变压器主要由和两部分组成。是变压器的磁路部分，是变压器的电路部分。 ２．异步电动机的结构主要两部分组成，固定部分叫旋转部分叫。 ３．三相鼠笼型电动机的启动方法有和。 4、直流电动机由和组成。 5．三相异步电机按转子的结构形式分为和。 6．改变异步电机的转速有三种基本方法和 。 7．电动机的制动方法常用有和。 8、三相变压器并联运行的条件、、、。 9、直流电动机分、、、四种类型。 10、直流电动机的调速方法有、、。 二、计算题： 1、有一台单相变压器，额定容量S e=5000KV A，额定电压为U1e/U2e=35KV/6.6KV，求 高、低压边的额定电流I1e、I2e。 2、一台Y80L—2三相笼型感应电动机，数据为P N=2.2KW，U1N=380V，电源频率为 50HZ，λm=2，额定转速2840r/min ，求最大转矩和临界转差率。 3、一台三相感应电动机，额定数据如下： U N=380V,f N =50H Z,P N=7.5kW,n N=962min r，三角形接法，已知 ?cos N =0.827,p cu1 =470W,p Fe =234W,pΩ=45W,p S =80W,求：（1）电动机极数。（2）额定 负载时的转差率和转子频率。（3）转子铜耗p Cu2 。（4）效率η。 三、画图题： 1、画出直流电动机的并励、串励原理图。 2、画出三相变压器Y/y—0组别相量图。 3、画出直流并励和串励电动机的机械特性。
4、画出三相变压器Y/D—11组别相量图。 5、画出感应电动机“T”等效电路图。 6、画出变压器的“T”型等效电路图。 四、叙述题： 1、试述三相异步电动机的工作原理。 2、试述直流串励电动机为何不能空载、轻载起动？ 3、绘出变压器的原理图，并标明各参量的参考方向和U1，E1，U2，E2表示意义及之间的关系 4、笼型感应电动机的起动方法有几种？各有何优点？各适用于什么条件？ 5、感应电动机和直流电动机的调速的方法？ 6、变压器并联运行的条件？ 7、试述变压器工作原理。
三相正弦波变频电源设计 1设计任务分析 设计并制作一个三相正弦波变频电源，输出频率范围为20-100Hz，输出线电压有效值为36V，最大负载电流有效值为3A，负载为三相对称阻性负载（Y型接法）。三相正弦波变频电源原理方框图如图1-1所示。 图1-1 三相正弦波变频电源原理框图 2 三相正弦波变频电源系统设计方案选择 2.1 整流滤波电路方案选择 方案一：三相半波整流电路。该整流电路在控制角小于30°时，输出电压和输出电流波形是连续的，每个晶闸管按相序依次被触发导通，同时关断前面已经导通的晶闸管，每个晶闸管导通120°；当控制角大于30°时，输出电压，电流的波形是断续的。 方案二：三相桥式整流电路。该整流电路是由一组共阴极电路和一组共阳极电路串联组成的。三相桥式的整流电压为三相半波的两倍。 三相桥式整流电路在任何时候都有两个晶闸管导通，而且这两个晶闸管中一个是共阴极组的，一个是共阳极组的。他们同时导通，形成导电回路。 比较以上两种方案，方案二整流输出电压高，纹波电压较小且不存在断续现象，同时因电源变压器在正，负半周内部有电流供给负载，电源变压器得到了充分的
利用，效率高，因此选用方案二。滤波电路用于滤波整流输出电压中的纹波，采用负载电阻两端并联电容器C的方式。 2.2 逆变电路方案选择 根据题目要求，选用三相桥式逆变电路 方案一：采用电流型三相桥式逆变电路。在电流型逆变电路中，直流输入是交流整流后，由大电感滤波后形成的电流源。此电流源的交流内阻抗近似于无穷大，他吸收负载端的谐波无功功率。逆变电路工作时，输出电流是幅值等于输入电流的方波电流。 方案二：采用电压型三相桥式逆变电路。在电压型逆变电路中，直流电源是交流整流后，由大电容滤波后形成的电压源。此电压源的交流内阻抗近似于零，他吸收负载端的谐波无功功率。逆变电路工作时，输出电压幅值等于输入电压的方波电压。 比较以上两种方案，电流型逆变器适合单机传动，加，减速频繁运行或需要经常反向的场合。电压型逆变器适合于向多机供电，不可逆传动或稳速系统以及对快速性要求不高的场合。根据题目要求，选择方案二。 2.3 SPWM（正弦脉宽调制）波产生方案选择 在给设计中，变频的核心技术是SPWM波的生成。 方案一：采用SPWM集成电路。因SPWM集成电路可输出三相彼此相位严格互差120°的调制脉冲，随意可作为三相变频电源的控制电路。这样的设计避免了应用分立元件构成SPWM波形发生器离散性，调试困难，稳定性较差。 方案二：采用AD9851DDS集成芯片。AD9851芯片由告诉DDS电路，数据输入寄存器，频率相位数据寄存器，告诉D/A转换器和比较器组成。由该芯片生成正弦波和锯齿波，利用比较器进行比较，可生成SPWM波。 方案三：利用FPGA通过编程直接生成SPWM波。利用其中分频器来改变脉冲信号的占空比和频率，主要是可通过外部按钮发出计数脉冲来改变分频预置数，实现外部动作来控制FPGA的输出信号。