学科分类号：08 湖南人文科技学院
本科生毕业论文
题目：异步电动机矢量控制技术的研究
学生姓名：学号：08421239
系部：通信与控制工程系
专业年级：自动化2008级
指导教师：
职称：讲师
湖南人文科技学院教务处制
湖南人文科技学院本科毕业论文诚信声明
本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：
二0一年月日
湖南人文科技学院毕业论文异步电动机矢量控制技术的研究
摘要：现代电力电子技术和计算机控制技术的快速发展，促进了电气传动的技术革命。交流调速取代了直流调速，计算机数字控制取代了模拟控制己成为发展趋势。电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM)控制技术则是一种优化了的PWM控制技术，和传统的PWM法相比，不但具有直流利用率高(比传统的SPWM法提高了约15%)，输出谐波少，控制方法简单等优点，而且易于实现数字化。
论文在分析异步电机结构及特点基础上，先对矢量控制技术进行详细的分析和推导，然后运用空间电压矢量技术(SVPWM)，对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行详细的分析和推导，并将SVPWM对比PWM和SPWM 各自的特点，最后介绍了SVPWM的基本原理及其传统的实现算法,并通过SVPWM 的算法构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。
关键词：矢量控制；空间电压矢量；Matlab/SIMULINK仿真
I
Research on asynchronous motor vector control technology
Abstract：With the development of modern power electronics and control technology based on computer, the technical revolution of electrical drive is promoted.It is a trend that AC drive replaces DC drive and computer-aided digital control takes the place of traditional analog control.Space-vector pulse width modulation (SVPWM)is a kind of superiorized PWM control technique: achieving the effective utilization of the DC supply voltage(compared with the traditional SPWM, reduced by 15.47%), having little harmonic output and the easy control method, furthermore easy to realize the digitization.
The organization and characteristic of asynchronous motor was introduced.First vector control technology to conduct a detailed analysis and derivation,Then,Using the Space Vector Pulse Width Modulation(SVPWM) as the control algorithm,And the SVPWM contrast PWM and SPWM their own characteristics,Finally, the basic principle of SVPWM and the traditional algorithm are introduced, and constructing Matlab/Simulink simulation model by SVPWM algorithm .In the end, the simulation on results verifies the correctness and feasibility of the algorithm.
Key words：vector control system；SVPWM；Matlab/Simulink
目录
第一章绪论 (1)
1.1 现代交流调速系统的发展 (1)
1.2 矢量控制 (3)
1.3 研究内容 (3)
第二章异步电动机的多变量数学模型 (5)
2.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型和性质 (5)
2.1.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型 (5)
2.1.2 异步电动机在三相坐标系上数学模型的性质 (11)
2.2 坐标变换 (12)
2.2.1 三相静止/两相静止坐标变换（3S/2S） (13)
2.2.2 两相静止/两相同步旋转的坐标变换（2S/2R） (15)
2.2.3 直角坐标—极坐标变换(K/P) (17)
2.3 异步电动机在两相坐标系上的数学模型 (17)
2.3.1 两相任意旋转坐标系上的数学模型 (17)
2.3.2 两相静止坐标系上的数学模型 (21)
2.3.3 两相同步旋转坐标系上的数学模型 (22)
2.3.4 按转子磁场（磁通）定向的数学模型 (23)
第三章电压空间矢量脉宽调制(SVPVM) (25)
3.1电压空间矢量的基本原理 (25)
3.2电压空间矢量的实现 (26)
3.2.1电压空间矢量的合成 (26)
3.2.2 电压空间矢量所在扇区的判断 (27)
3.3电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制 (29)
3.4SVPWM与PWM、SPWM的比较 (32)
第四章SVPWM仿真及结果分析 (33)
4.1MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介 (33)
4.2SVPWM的SIMULINK实现 (34)
4.3仿真结果及其波形分析 (39)
第五章结束语 (43)
致谢 (44)
参考文献 (45)
第一章绪论
1.1 现代交流调速系统的发展
长期以来在调速传动领域大多采用磁场电流和电枢电流可以独立控制的直流电动机传动系统，它的调速性能和转矩控制特性比较理想，可以获得良好的动态响应，然而由于在结构上存在的问题使其在设计容量受到限制，不能适应高速大容量化的发展方向。交流电动机以其结构简单、制造方便、运行可靠，可以以更高的转速运转，可用于恶劣环境等优点得到了广泛的运用，但交流电动机的调速比较困难。在上个世纪20年代，人们认识到变频调速是交流电动机一种最理想的调速方法，由于当时的变频电源设备庞大，可靠性差，变频调速技术发展缓慢。60年代至今，电力电子技术和控制技术的发展[1]，使交流调速性能可以与直流调速相媲美。现代电子技术(包括大规模集成电路技术、电力电子技术和计算机技术)的飞速发展、电动机控制理论的不断完善以及计算机仿真技术的日益成熟，极大的推动了交流电动机变频调速技术的发展[2]。
电气传动是现代最主要的机电能量变换形式之一。在当今社会中广泛应用着各式各样电气传动系统，其中许多机械有调速的要求：如车辆、电梯、机床、造纸机械、纺织机械等等，为了满足运行、生产、工艺的要求往往需要调速的另一类设备如风机、水泵等为了减少运行损耗，节约电能也需要调速。如果根据原动机来分类，那么原动机是直流电动机的系统称之为直流电气传动系统；反之原动机是交流电动机的系统，则称之为交流电气传动系统。如果根据转速的变化情况来分类，电气传动系统又可分为恒速电气传动系统和变速电气传动系统两大类。在上世纪80年代以前，直流传动是唯一的电气传动方式。这是因为直流电动机调速方便，只要改变电机的输入电压或励磁电流，就可以在宽广的范围内实现无级调速，而且在磁场一定的条件下它的转矩和电流成正比，从而使得它的转矩易于控制、转矩的调节性能和控制性能比较理想。但是，在直流电气传动系统中，由于直流电动机本身在结构上存在严重的问题，它的机械接触换向器不但结构复杂，
制造费时，价格昂贵，而且在运行中容易产生火花，特别是由于换向器强度不高等问题的存在，直流电动机无法做成高速大容量的机组；此外由于电刷易于摩擦等问题存在，在运行中需要有经常性的维护检修，以上这些缺陷就造成了直流电气传动不尽理想。1885年交流鼠笼型异步电动机的问世打破了直流传动作为唯一电气传动方式的局面。由于它结构简单、运行可靠、价格低廉而且坚固耐用，惯量小，便于维修，适用于恶劣环境等特点，使其在工农业生产中得到了极广泛的应用。但是交流电动机调速比较困难，而且其调速性能(调速范围、稳定性或静差、平滑性等)却无法与直流调速系统相媲美，因此这些电机绝大部分都是恒速运行的。早在19世纪30年代，国外就开始研究各种交流电机变速传动。在早期采用的主要是绕线式异步电动机转子外串电阻和鼠笼型异步电动机变极调速。后来在50年代异步电动机定子串饱和电抗器的调速方法也有了一定的发展。由于受电机结构和制造工艺的限制，变极调速通常只能实现两三种极对数的变换，不能做到连续地调节速度，调速范围和极数都非常有限。此外还可以依靠改变定子电压(改变电源电压或定子串阻抗)，或绕线型电动机转子串电阻，或带有转差离合器的异步电机调节励磁电流都可实现变转差率调速。但是电机的损耗与转差率成比例地增大，效率随转速的降低而降低，由于电机在高转差、低转速下运行特性恶化，使实际可行的调速范围受到限制。在60年代大功率半导体变频装置的问世开创了电力电子技术发展的新时代，这种半导体电力电子器件具有体积小、价格低、坚固耐用、性能良好等优点，通过使用它可以连续地改变电源频率，十分理想地实现交流电动机的无级调速，从而使交流电机调速技术飞跃发展。尤其是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，新型电力电子器件的出现，以及先进控制理论(如自适应控制、模糊控制、神经网络控制等)等的应用，为交流电力拖动的开发进一步创造了有利条件。如今交流调速领域相当活跃，新技术层出不穷。目前，交流调速系统正向集成化、实用化、智能化方向发展。诸如交流电动机的串级调速、各类型的变频调速、无换向电动机调速，特别是矢量控制技术、直接转矩控制技术的应用，使得交流调速逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、
快动态响应等良好的技术性能。原来的交直流拖动分工格局被逐渐打破，在各工业部门用可调速交流拖动取代直流拖动己指日可待，特别是在世界能源紧张、能源费用高涨的今天，交流调速技术作为节约能源的一个重要手段，引起了人们的高度重视。总之，交流调速技术的应用有着广阔的前景，随着生产技术的不断发展，交流调速逐步代替直流调速的时代己经到来[3]。
1.2 矢量控制
当前异步电动机调速总体控制方案中，V/F控制方式是最早实现的调速方式。该控制方案结构简单，通过调节逆变器输出电压实现电机的速度调节，根据电机参数，设定V/F曲线，其可靠性高。但是，由于其速度属于开环控制方式，调速精度和动态响应特性并不是十分理想。尤其是在低速区域由于定子电阻的压降不容忽视而使电压调整比较困难，不能得到较大的调速范围和较高的调速精度。矢量控制是当前工业系统变频应用的主流，它是通过分析电机数学模型对电压、电流等变量进行解耦控制而实现的。针对不同的应用场合，矢量控制系统可以分为带速度反馈的控制系统和不带速度反馈的控制系统。矢量控制变频器可以对异步电动机的磁通和转矩电流进行控制和检测，自动改变电压和频率，使指令值和检测实际值达到一致，从而实现了变频调速，大大提高了电机控制静态精度和动态品质。转速精度约等于0.5%，转速响应也较快。采用矢量变频器一般电机变频调速三可以达到控制结构简单、可靠性高的效果，主要表现在以下几个方面[4]：（1）可以从零转速起进行控制，因此调速范围很广；
（2）可以对转矩实行较为精确控制；
（3）系统的动态响应速度快；
（4）电动机的加速度特性好。
1.3 研究内容
本课题用MATLAB/SIMULINK软件搭建数学模型仿真实现SVPWM变频调速矢量控制系统的仿真：
1、从矢量控制的思想出发,在坐标系和矢量控制技术的基础上,针对多变量、非线性、强耦合的异步电动机系统，使用按转子磁场定向的方法来建立系统的数学模型。
2、在MATLAB的SIMULINK对电机模型、电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)、SVPWM 变频调速矢量控制系统进行仿真，验证该系统的可行性和可靠性。
第二章异步电动机的多变量数学模型
一般来说，交流变速传动系统，特别是变频传动系统的控制是比较复杂的，要设计研制一个品质优良的系统，要确定最佳的控制方式，都必须对系统的静态和动态特性进行充分的研究。交流电机是交流变速传动系统中的一个主要环节，其静态和动态特性以及控制技术远比直流电机复杂，而建立一个适当的异步电机数学模型则是研究交流变速传动系统静态和动态特性及其控制技术的理论基础。
2.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型和性质
2.1.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型
异步电动机是一个高阶、非线性和强耦合的多变量系统。这是因为首先异步电动机在进行变频调速时，电压和频率之间必须进行协调控制，故输入变量有电压和频率。而在输出变量中，除转速以外，由于在调速过程中必须保持磁通为恒定，所以磁通也是一个控制量，而且是一个独立的输出量。再考虑异步电动机是三相的，所以异步电动机的动态数学模型是一个多输入、多输出(多变量)的系统，而电压(电流)、频率、磁通、转速之间又相互影响，所以它是一个强耦合的多变量系统。其次，异步电动机的电磁转矩是磁通和电流相互作用产生的，旋转感应电动势是转速和磁通相互作用产生的，因此，在数学模型中会含有两个变量的乘积项，再考虑磁饱和的因素，所以异步电动机的数学模型是一个非线性的系统。最后，由于异步电动机定、转子三相绕组中的电流产生的磁通存在电磁惯性，转速的变化存在机械惯性等因素，所以异步电动机的数学模型是一个高阶系统。
在研究异步电动机的多变量数学模型时，常做如下假设[5]：
1、忽略空间谐波，设三相绕组对称(在空间互差120°电角度)，所产生的磁动势沿气隙圆周按正弦规律分布;定子A、B、C及三相转子绕组a、b、c在空间对称分布；
2、忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的；
3、忽略铁心损耗；
4、 不考虑温度和频率的变化对电机参数的影响。
无论电动机转子是绕线型的还是鼠笼型的，都将它等效成绕线转子，并折算到定子侧，折算后的每相绕组匝数都相等。这样，实际电动机就被等效为图 2.1示的三相异步电动机的物理模型。图中，定子三相绕组轴线A 、B 、C 在空间是固定的，故定义为三相静止坐标系。设A 轴为参考坐标轴，转子以ω速度旋转，转子绕组轴线为a 、b 、c 随转子旋转。转子a 轴和定子A 轴间的电角度差θ为空间角位移变量。规定各绕组电压、电流、磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这时，异步电动机的数学模型由下述的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。
C A B
a
b c
u A u B u C
u a u b
u c
i A i B
i C
i a i b i c
ω
θ
图2.1 三相异步电动机的物理模型
1 、电压方程式
三相定子绕组电压平衡方程式为
dt d R i u A s A A ψ+
=
（2.1） dt
d R i u B s B B ψ+= （2.2） dt d R i u C s C C ψ+= （2.3）
与此相应，三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程式为
dt d R i u a r a a ψ+
= （2.4) dt
d R i u b r b b ψ+= (2.5) dt
d R i u c r c c ψ+= (2.6) 式中， A u ，B u ，C u ，a u ，b u ，c u —定子和转子相电压的瞬时值；
A i ，
B i ，
C i ，a i ，b i ，c i — 定子和转子相电流的瞬时值；
A ψ，
B ψ，
C ψ，a ψ，b ψ，c ψ— 各相绕组的全磁链；
s R ，r R — 定子和转子绕组的电阻；
上述各量都已折算到定子侧，为了简单起见，表示折算的上角标“ ′”均省略
将电压方程用矩阵形式，并用微分算子p 代替微分符号
dt du ???????????????????
?+????????????????????????????????????????=????????????????????c b a C B A c b a C B A s s s s s s c b a C B A p i i i i i i R R R R R R u u u u u u ψψψψψψ000000000000000
000000000000000 (2.7) 或写成
ψp Ri u += (2.8)
2 、磁链方程式
每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其他绕组对它的互感磁链之和，因此，六个绕组磁链可表达为：
???
???
???
?
??????????????????????????????=????????????????????c b a C B A cc cb
ca
cC
cB
cA
bc bb ba bC bB bA aC aB aa aC aB aA Cc Cb Ca CC CB CA Bc Bb Ba BC BB BA Ac Ab Aa AC AB AA c b a C B A i i i i i i L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L ψψψψψψ (2.9) 或写成
Li =ψ (2.10)
式中L 是6×6阶的电感矩阵，其中对角线元素AA L 、BB L 、CC L 、aa L 、bb L 、cc
L 是各相关绕组的自感，其余各项则是绕组间的互感。对于每一项绕组来说，它所交链的磁通是互感磁通与漏磁通之和，因此，定子各相自感为：
ls ms CC BB AA L L L L L +=== (2.11)
转子各相自感为：
lr ms lr mr cc bb aa L L L L L L L +=+=== (2.12)
式中，ms L ，mr L —定子、转子互感，ls L ，lr L —与磁通对应的定子和转子每相漏感。
两绕组之间只有互感。互感又分为两类：一类是定子三相彼此之间和转子三相彼此之间位置都是固定的，因此互感为常数；二类是定子任一相与转子任一相之间位置是变化的，因此互感是角位移θ的函数。
由于三相绕组的轴线在空间的相位差是120°电角度，在假设气隙磁通为正弦
分布的条件下，互感值为ms ms ms L L L 21
)120cos(120cos -=?-=?，于是：
ms cC Cc bB Bb aA Aa L L L L L L L 21
-====== （2.13）
ms mr ac cb ba ca bc ab L L L L L L L L 2
1
21-=-====== （2.14）
至于第二类，即定子、转子绕组间的互感，由于相互位置的变化，可分别表示为：
θcos ms cC Cc bB Bb aA Aa L L L L L L L ====== (2.15) )120cos(?+======θms aC Ca cB Bc bA Ab L L L L L L L (2.16)
)120cos(
?-======θms bC Cb aB Ba cA Ac L L L L L L L (2.17) 当定子、转子两相绕组轴线一致时，两者之间的互感值最大，就是每相的最大互感值ms L 。
将式（2.11）~（2.17）都代入式（2.9），即可得到完整的磁链方程，显然这个矩阵方程是比较复杂的，为了方便起见，可以将它写成分块矩阵的形式：
??
????=??????rr rs
sr ss
r s L L L L ψψ??
?
???r s i i （2.18） 式中，定子磁链：[]T
C B A s ψψψψ=
转子磁链：[
]T
c b a r ψψψψ= 定子电流：[]T
C B A s i i i i =
转子电流：[]T
c b
a r i i i i =
定子自感矩阵：
??
?
??
???????????
+-
--+--
-
+=ls ms ms ms ms ls ms ms
ms ms ls ms ss L L L L
L L L L L L L L L 2
12
12
1212121
（2.19） 转子自感矩阵：
??
?
??
???????????
+-
--+---+=lr ms ms ms ms lr ms ms
ms ms lr ms rr L L L L
L L L L L L L L L 2
12
12
1212121
（2.20） 定子、转子之间的互感矩阵：
???????????+?-?-?+?+?-==θθθθθθθθθcos )120cos()120cos()120cos(cos )120cos()120cos()120cos(cos ms T sr rs L L L （2.21） sr rs L L =两个分块矩阵互为转置，且均与转子位置θ有关，它们的元素都是变
参数，这是系统非线性的一个根源。可以用坐标变换把参数转换成常数。
把磁链方程（2.10）代入电压方程(2.8)，即得展开后的电压方程为：
i d dL
dt di L Ri i dt dL dt di L
Ri Li p Ri u ωθ
++=++=+=)( （2.22） 式中，dt di L 项属于电磁感应电动势中的脉变电动势，i d dL
ωθ
项属于电磁感应电
动势中与转速ω成正比的旋转电动势。 3 、转矩方程
按照机电能量转换原理，可求出电磁转矩e T 的表达式：
)]
120sin()()120sin()(sin )[(?-+++?++++++-=θθθb C a B c A a C c B b A c C b B a A ms p e i i i i i i i i i i i i i i i i i i L n T
(2.23) 式中，e T —电磁转矩
p n —电机的磁极对数
4 、电力拖动系统运动方程
作用在电动机轴上的转矩与电动机速度变化之间的关系可以用运动方程来表达，一般情况下，电气传动系统的运动方程为
θωωp
p p L e n K
n D dt d n J T T +++
= （2.24） 式中，L T —负载阻力矩
J —机组的转动惯量
ω—转子旋转电角速度
D —旋转阻尼系数
K —扭转弹性转矩系数
对于恒转矩负载，D =0，K =0，则
dt
d n J T T p L
e ω
+
= （2.25） 5、 三相异步电动机的多变量非线性数学模型
将以上电压方程、转矩方程、磁链方程和运动方程归纳在一起变构成了恒转矩负载下的一部电动机的多变量非线性数学模型
?
???
?
?????
?
===+=++=dt d i i i i i i f T Li dt
d n J T T i d dL dt di L Ri u c b a C B A
e p L e θ
ωψωθω),,,,,( （2.26） 2.1.2 异步电动机在三相坐标系上数学模型的性质
由式（2.26）可以看出，异步电动机在静止轴系上的数学模型具有以下性质： （1）异步电动机数学模型是一个多变量（多输入多输出）系统
输入到电机定子的电量为三相电压C B A u u u ,,（或电流C B A i i i ,,），也就是说数学模型有三个输入变量、输出变量中，除转速外，磁通也是一个独立的输出变量。可见异步电动机数学模型是一个多变量系统。
（2）异步电动机数学模型是一个高阶系统
异步电动机定子有三个绕组，另外转子也可以等效成三个绕组，每个绕组产生磁通时都有它的惯性，再加上机电系统惯性，则异步电动机的数学模型至少为七阶系统。
（3）异步电动机数学模型是一个非线性系统
由式（2.15）~（2.17）可知，定子、转子之间的互感为θ的余弦函数，是变参数，这是数学模型非线性的一个根源；由（2.23）可知，式中有定子、转子瞬时电流相乘的项，这是数学模型中又一个非线性根源。可见异步电动机的数学模
型是一个非线性系统。
（4）异步电动机数学模型是一个强耦合系统
由式（2.26）可以看出，异步电动机数学模型是一个变量间具有强耦合关系的系统。
综上所述，三相异步电动机在三相静止轴系是上的数学模型是一个多变量、高阶、非线性、强耦合的复杂系统。
2.2 坐标变换
坐标变换的数学表达式可以用矩阵方程表示为：
Y=AX （2.27）式（2.27）表示利用矩阵A将一组变量X变换为另一组变量，其中系数矩阵A 成为变换矩阵，例如，设X是交流电机三相轴系上的电流，经过矩阵A的变换得到Y，可以认为Y是另一轴系上的电流。这时，A称为电流变换矩阵，类似的还有电压变换矩阵、阻抗变换矩阵等，进行坐标变换的原则如下：
（1）确定电流变换矩阵时，应遵守变换前后所产生的旋转磁场等效的原则；
（2）为了矩阵运算方便，简单，要求电流变换矩阵应为正交矩阵；
（3）确定电压变换矩阵和阻抗变换矩阵时，应该遵守变换前后电机功率不变的原则，即变换前后功率不变。
假设电流坐标变换方程为：
i=（2.28）
C
式中，i'为新变量，i为原变量，C为电流变换矩阵。
电压坐标变换方程为：
'（2.29）
Bu
u=
式中，u'为新变量，i为原变量，B为电压变换矩阵。
根据功率不变的原则，可以证明：
T
B=（2.30）
C
式中，T C 为矩阵C 的转置矩阵。
以上表明，当按照功率不变约束条件变换时，若已知电流变换矩阵就可以确定电压变换矩阵。
2.2.1 三相静止/两相静止坐标变换（3S/2S ）
三相轴系和两相轴系之间的关系如图2.2所示，为了方便起见，令三相的A 轴与两相的a 轴重合，假设磁动势波形是按正弦分布，或只计其基波分量，当两者的旋转磁场完全等效时，合成磁动势沿相同轴的分量必定相等，即三相绕组和两相绕组的瞬时磁动势沿α、β轴的投影相等，即
??
???
++=++=34sin
32sin 034cos 32cos 3323332ππππβα
C B s C B A s i N i N i N i N i N i N i N （2.31）
式中，2N ，3N 分别为三相电机和两相电机每相定子绕组的有效匝数。
O
A
B
β
N 2i ?
N 2i α
N 3i B
N 3i C
60
o 60
o
N 3i A C
图2.2 三相定子绕组和两相定子绕组中磁动势的空间矢量位置关系
计算并整理后得
)21
21(23C B A s i i i N N i --=
α （2.32） )2
3230(23C B s i i N N i --=
β （2.33） 用矩阵表示为：
??
??
?????????
???
?????
?---
=??
????C B A s s i i i N N i i 2323212101
23βα （2.34）
根据变换前后功率不变的原则，得到匝数比为：
3
2
23=
N N （2.35） 代入式（2.33），得：
??????????=?????????????????????
?
--
-=??
????C B A S S C B A
i i i C i i i i i 2/3232123210132βα （2.36） 式中，S S C 2/3表示从三相坐标系到两相坐标系的变换矩阵：
322/3=
S S C ??????
???
???--
-2321232101 （2-37） 如果要从两相坐标系变换到三相坐标系，可以利用增广矩阵的方法，把S
S C 3/2扩成方阵，求其逆矩阵后，除去增加的一列，即得：
?????
??
????????
?
----==-23230212111
2/33/2S
S S S C C （2.38） 如果三相绕组是Y 形联结不带零线，则有0=++C B A i i i ，或B A C i i i --=。代入
三相异步电动机基本控制线路的安装与调试 任务1-1 三相异步电动机的单向运行控制 学习内容: 1、常用低压电器的基本结构、工作原理、图形符号和文字符号、主要技术参数及其应用； 2、三相异步电动机的启/停、点动/长动控制。 学习目标: 1、知道：常用低压电器的工作原理、图形符号和文字符号；常用低压电器的用途。 2、能根据控制要求正确选择低压电器。 3、了解：常用低压电器的基本结构；主要技术参数。 4、掌握三相异步电动机的启/停、点动/长动控制电路的原理。 学习重点:工作原理、图形符号、文字符号、选择使用。 学习难点:工作原理、选择使用 §1-1 机床电气控制中常用的低压电器 目标任务： 1、了解低压电器的基本知识，熟悉常用的低压电器种类； 2、熟悉常用的各种低压电器的结构及原理、符号、选用； 3、熟练掌握常用低压电器的使用。 相关知识： 1-1. 低压电器基本知识
凡是对电能的生产、输送、分配和应用能起到切换、控制、调节、检测以及保护等作用的电工器械，均称为电器。低压电器通常是指在交流1200V及以下、直流1500V及以下的电路中使用的电器。机床电气控制线路中使用的电器多数属于低压电器。 一、低压电器的分类 低压电器是指工作在交流电压1200V 、直流电压1500V 以下的各种电器。生产机械上大多用低压电器。低压电器种类繁多，按其结构、用途及所控制对象的不同，可以有不同的分类方式。 1 ．按用途和控制对象不同，可将低压电器分为配电电器和控制电器。 用于电能的输送和分配的电器称为低压配电电器，这类电器包括刀开关、转换开关、空气断路器和熔断器等。用于各种控制电路和控制系统的电器称为控制电器，这类电器包括接触器、起动器和各种控制继电器等。 2 ．按操作方式不同，可将低压电器分为自动电器和手动电器。 通过电器本身参数变化或外来信号（如电、磁、光、热等）自动完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。 通过人力直接操作来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开关、转换开关和主令电器等。 3 ．按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器 电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器，如接触器、各类电磁式继电器等。非电量控制电器的工作是靠外力或某种非电量的变化而动作的电器，如行程开关、速度继电器等。 二、低压电器的作用 控制作用、保护作用、测量作用、调节作用、指示作用、转换作用 三、低压电器的基本结构 电磁式低压电器大都有两个主要组成部分，即：感测部分──电磁机构和执行部分──触头系统。 1 ．电磁机构 电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路的功能。 电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁 3 个基本部分组成。常用的电磁机构如图所示，可分为 3 种形式。 2. 直流电磁铁和交流电磁铁
《三相异步电动机正、反转控制线路》说课稿 尊敬的各位老师： 你们好！我今天说的课题是《正、反转控制》，下面我从三个方面说这堂课的设计： 一、说教材 （一）教材分析 1教材的地位和作用 本次说课教材选用中国劳动社会保障出版社出版的《电力拖动控制线路与技能训练》第四版，掌握此课程使学生可以初步胜任工厂中的电气操作员。 本节课为此教材的第二单元课题二，第二单元为全书重点之一，而本节《正、反转控制》也是这一单元的重点内容，是简单电路与复杂电路过渡的重要知识，在教材中具有承上启下的作用。 本节课通过对典型电路一一正反转控制线路的识读及分析，为后续照图施工、检修的技能 操作打好基础。 （二）教学目标 1、知识目标： 掌握三种正反转控制线路的工作过程。 2、技能目标： 培养学生的识图能力、综合分析电路的能力以及比较分析和归纳总结的能力。 3、德育目标： （1）培养学生严谨认真的工作作风。 （2）增强学生的团队协作意识。 （三）教学重点和难点 教学重点：掌握三种正反转控制线路的工作过程。 关键点：分析三种“互锁”，突出电路特点。 教学难点：掌握双重互锁正反转控制线路的工作过程。 关键点：重点分析容易混淆的“双重互锁”。 二、说教法学法 （一）学情分析 ? 教学对象：10—10班学生。 ?学习基础：已经学习过《电工基础》，对电工知识有一定的了解。 ?班级特点：男生居多，女生较少，学生层次分明，个体差异大，但是普遍集体荣誉感强，喜欢竞争。 ?学生特点：（1）大多数对学习感到枯燥乏味，学习积极性低。 （2）学习知识条理性不强，不能将所学知识系统化。 （二）说教法 我确定本节课教法的指导思想是：想方设法激发学生学习的积极性、自主性和创造性。教法的确立依据是以任务为主线、教师为主导、学生为主体。 主要教法如下： ?任务驱动法：本课以实现较完善的正反转控制为任务，充分运用多媒体等现代化的教学手段，以启发引导、设疑提问等多种形式，来激发学生的学习兴趣，调动学生学习本课的积极性。 ?五环识图法：本次课我尝试使用自己总结的“五环识图法” ，将以往的读图发展成为“启、绘、议、说、结”的五环识图，讲练结合，培养学生识图能力。 （三）说学法
中南大学 计算机仿真与建模 实验报告 题目：理发店的服务过程仿真 姓名：XXXX 班级：计科XXXX班 学号：0909XXXX 日期：2013XXXX
理发店的服务过程仿真 1 实验案例 (2) 1.1 案例：理发店系统研究 (2) 1.1.1 问题分析 (3) 1.1.2 模型假设 (3) 1.1.3 变量说明 (3) 1.1.4 模型建立 (3) 1.1.5 系统模拟 (4) 1.1.6 计算机模拟算法设计 (5) 1.1.7 计算机模拟程序 (6) 1实验案例 1.1 案例：理发店模拟 一个理发店有两位服务员A和B顾客随机地到达该理发店,每分钟有一个顾客到达和没有顾客到达的概率均是1/2 , 其中60%的顾客理发仅用5分钟,另外40%的顾客用8分钟. 试对前10分钟的情况进行仿真。 （“排队论”，“系统模拟”，“离散系统模拟”，“事件调度法”）
1.1.1 问题分析 理发店系统包含诸多随机因素，为了对其进行评判就是要研究其运行效率， 从理发店自身利益来说，要看服务员工作负荷是否合理，是否需要增加员工等考 虑。从顾客角度讲，还要看顾客的等待时间，顾客的等待队长，如等待时间过长 或者等待的人过多，则顾客会离开。理发店系统是一个典型的排队系统，可以用 排队论有关知识来研究。 1.1.2 模型假设 1． 60％的顾客只需剪发，40％的顾客既要剪发，又要洗发； 2． 每个服务员剪发需要的时间均为5分钟，既剪发又洗发则花8分钟； 3． 顾客的到达间隔时间服从指数分布； 4． 服务中服务员不休息。 1.1.3 变量说明 u ：剪发时间（单位：分钟），u=5m ； v: 既剪发又理发花的时间（单位：分钟），v=8m ； T ： 顾客到达的间隔时间，是随机变量，服从参数为λ的指数分布，（单位： 分钟） T 0：顾客到达的平均间隔时间（单位：秒），T 0＝λ 1； 1.1.4 模型建立 由于该系统包含诸多随机因素，很难给出解析的结果，因此可以借助计算机 模拟对该系统进行模拟。 考虑一般理发店的工作模式，一般是上午9：00开始营业，晚上10：00左 右结束，且一般是连续工作的，因此一般营业时间为13小时左右。 这里以每天运行12小时为例，进行模拟。 这里假定顾客到达的平均间隔时间T 0服从均值3分钟的指数分布， 则有 3小时到达人数约为603 603=?人， 6小时到达人数约为1203 606=?人， 10小时到达人数约为2003 6010=?人， 这里模拟顾客到达数为60人的情况。 （如何选择模拟的总人数或模拟总时间）
Matlab通信原理仿真 学号： 2142402 姓名：圣斌
实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的： 1、掌握MATLAB的基本绘图方法； 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境： 1、实验设备：计算机 2、软件环境：MATLAB R2009a 三、实验内容： 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能，只要在命令行窗口输入相应的命令，结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下： x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x，y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x，y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图： 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型，MATLAB中提供了多种颜色和线型，并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图： MATLAB程序如下： x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);
三相异步电动机分类特点以及调速方法 三相异步电动机分类： 1、从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。 2、改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。 3、从调速时的能耗观点来看，有1)高效调速方法与2)低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。 我们清楚三相异步电动机转速公式为： n=60f/p(1-s) 从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的，下面松文机电具体介绍其七种调速方法。 一、变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。 特点如下：1、具有较硬的机械特性，稳定性良好； 2、无转差损耗，效率高；3、接线简单、控制方便、价格低；4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。 二、变频调速方法：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。其特点：1、效率高，调速过程中没有附加损耗；2、应用范围广，可用于笼型异步电动机；3、 调速范围大，特性硬，精度高；4、 技术复杂，造价高，维护检修困难。 三、串级调速方法 ：串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为
三相异步电动机的维护保养 启动前的准备和检查 1、检查电动及启动设备接地是否可靠和完整，接线是否正确与良好。 2、检查电动机铭牌所示电压、频率与电源电压、频率是否相符。 3、新安装或长期停用的电动机启动前应检查绕组相对相、相对地绝缘电阻。绝缘地那组应大于0.5兆欧，如果低于此值，须将绕组烘干。 4、对绕线型转子应检查其集电环上的电刷装置是否能正常工作，电刷压力是否符合要求。 5、检查电动机转动是否灵活，滑动轴承内的油是否达到规定油位。 6、检查电动机所用熔断器的额定电流是否符合要求。 7、检查电动机各紧固螺栓及安装螺栓是否拧紧。 上述各检查全部达到要求后，可启动电动机。电动机启动后，空载运行30分钟左右，注意观察电动机是否有异常现象，如发现噪声、震动、发热等不正常情况，应采取措施，待情况消除后，才能投入运行。 启动绕线型电动机时，应将启动变阻器接入转子电路中。对有电刷提升机构的电动机，应放下电刷，并断开短路装置，合上定子电路开关，扳动变阻器。当电动机接近额定转速时，提起电刷，合上短路装置，电动机启动完毕。 行中的维护 1、电动机应经常保持清洁，不允许有杂物进入电动机内部；进风口和出风口必须保持畅通。 2、用仪表监视电源电压、频率及电动机的负载电流。电源电压、频率要符合电动机铭牌数据，电动机负载电流不得超过铭牌上的规定值，否则要查明原因，采取措施，不良情况消除后方能继续运行。 3、采取必要手段检测电动机各部位温升。 4、对于绕相型转子电机，应经常注意电刷与集电环间的接触压力、磨损及火花情况。电动机停转时，应断开定子电路内的开关，然后将电刷提升机构扳到启动位置，断开短路装置。 5、电动机运行后定期维修，一般分小修、大修两种。小修属一般检修，对电动机启动设备及整体不作大的拆卸，约一季度一次，大修要将所有传动装置及电动机的所有零部件都拆卸下来，并将拆卸的零部件作全面的检查及清洗，一般一年一次。 三相异步电动机常见故障原因及维修方法 三相异步电动机应用广泛，但通过长期运行后，会发生各种故障，及时判断故障原因，进行相应处理，是防止故障扩大，保证设备正常运行的一项重要的工作。 一、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。 1．故障原因①电源未通（至少两相未通）；②熔丝熔断（至少两相熔断）； ③过流继电器调得过小；④控制设备接线错误。 2．故障排除①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；③调节继电器整定值与电动机配合；④改
实验七 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验 一． 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库； 2) 掌握Simulink 的的powergui 模块的应用； 3) 掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法； 4）掌握开关电源的工作原理及其工作特点； 5）掌握PID 控制对系统输出特性的影响。 二．实验内容与要求 单机无穷大电力系统如图7-1所示。平衡节点电压0 44030 V V =∠? 。负荷功率10L P kW =。线路参数：电阻1l R =Ω；电感0.01l L H =。发电机额定参数：额定功率100n P kW =；额定电压440 3 n V V =；额定励磁电流 70 fn i A =；额定频率50n f Hz =。发电机定子侧参数：0.26s R =Ω， 1 1.14 L mH =，13.7 md L mH =，11 mq L mH =。发电机转子侧参数：0.13f R =Ω，1 2.1 fd L mH =。发电机阻尼绕组参数：0.0224kd R =Ω， 1 1.4 kd L mH =，10.02kq R =Ω，11 1 kq L mH =。发电机转动惯量和极对数分别 为224.9 J kgm =和2p =。发电机输出功率050 e P kW =时，系统运行达到稳态状态。在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时，分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。
G 发电机节点 V 负 荷 l R l L L P 图 7.1 单机无穷大系统结构图 输电线路 三．实验步骤 1. 建立系统仿真模型 同步电机模块有2个输入端子、1个输出端子和3个电气连接端子。模块的第1个输入端子（Pm）为电机的机械功率。当机械功率为正时，表示同步电机运行方式为发电机模式；当机械功率为负时，表示同步电机运行方式为电动机模式。在发电机模式下，输入可以是一个正的常数，也可以是一个函数或者是原动机模块的输出；在电动机模式下，输入通常是一个负的常数或者是函数。模块的第2个输入端子（Vf）是励磁电压，在发电机模式下可以由励磁模块提供，在电动机模式下为一个常数。 在Simulink仿真环境中打开Simulink库，找出相应的单元部件模型，构造仿真模型，三相电压源幅值为4403，频率为50Hz。按图连接好线路，设置参数，建立其仿真模型，仿真时间为5s，仿真方法为ode23tb，并对各个单元部件模型的参数进行修改，如图所示。
MATLAB 仿真实验报告 课题名称：MATLAB 仿真——图像处理 学院：机电与信息工程学院 专业：电子信息科学与技术 年级班级：2012级电子二班 一、实验目的 1、掌握MATLAB处理图像的相关操作，熟悉相关的函数以及基本的MATLAB语句。 2、掌握对多维图像处理的相关技能，理解多维图像的相关性质 3、熟悉Help 命令的使用，掌握对相关函数的查找，了解Demos下的MATLAB自带的原函数文件。 4、熟练掌握部分绘图函数的应用，能够处理多维图像。 二、实验条件
MATLAB调试环境以及相关图像处理的基本MATLAB语句，会使用Help命令进行相关函数查找 三、实验内容 1、nddemo.m函数文件的相关介绍 Manipulating Multidimensional Arrays MATLAB supports arrays with more than two dimensions. Multidimensional arrays can be numeric, character, cell, or structure arrays. Multidimensional arrays can be used to represent multivariate data. MATLAB provides a number of functions that directly support multidimensional arrays. Contents ： ●Creating multi-dimensional arrays 创建多维数组 ●Finding the dimensions寻找尺寸 ●Accessing elements 访问元素 ●Manipulating multi-dimensional arrays操纵多维数组 ●Selecting 2D matrices from multi-dimensional arrays从多维数组中选择二维矩 阵 (1)、Creating multi-dimensional arrays Multidimensional arrays in MATLAB are created the same way as two-dimensional arrays. For example, first define the 3 by 3 matrix, and then add a third dimension. The CAT function is a useful tool for building multidimensional arrays. B = cat(DIM,A1,A2,...) builds a multidimensional array by concatenating（联系起来）A1, A2 ... along the dimension DIM. Calls to CAT can be nested（嵌套）. (2)、Finding the dimensions SIZE and NDIMS return the size and number of dimensions of matrices. (3)、Accessing elements To access a single element of a multidimensional array, use integer subscripts（整数下标）. (4)、Manipulating multi-dimensional arrays
教案（首页） 授课班级机电高职1002 授课日期 课题序号 3.5 授课形式讲授授课时数 2 课题名称三相异步电动机的使用、维护和检修 教学目标1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 3．熟悉三相异步电动机的定期检修内容。 4．了解三相异步电动机的常见故障以及处理方法。 教学重点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教学难点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教材内容更 新、补 充及删减 无 课外作业补充 教学后记无 送审记录 课堂时间安排和板书设计
复习5 导 入 5 新 授 60 练 习 15 小 结 5 一、电机选择原则 1、电源的原则 2、防护形式的选择 3、功率的选择 4、起动情况选择 5、转速的选择 二、电机的安装原则 三、电机的接地装置 四、电机的定期检查和保养 五、三相异步电机的常见故障及处理方法 课堂教学安排
课题序号课题名称第页共页教学过程主要教学内容及步骤 导入新授三相异步电动机在生产设备中长期不间断地工作，是目前工矿企业的主要动力装置，电动机的使用寿命是有限的，因为电动机轴承的逐渐磨损、绝缘材料的逐渐老化等等，这些现象是不可避免的。但一般来说，只要选用正确、安装良好、维修保养完善，电动机的使用寿命还是比较长的。在使用中如何尽量避免对电动机的损害，及时发现电动机运行中的故障隐患，对电动机的安全运行意义重大。因此，电动机在运行中的监视和维护，定期的检查维修，是消灭故障隐患，延长电动机使用寿命，减小不必要损失的重要手段。 一、电动机的选择原则 合理选择电动机是正确使用电动机的前提。电动机品种繁多，性能各异，选择时要全面考虑电源、负载、使用环境等诸多因素。对于与电动机使用相配套的控制电器和保护电器的选择也是同样重要的。 1．电源的选择 在三相异步电动机中，中小功率电动机大多采用三相380V电压，但也有使用三相22OV电压的。在电源频率方面，我国自行生产的电动机采用50Hz的频率，而世界上有些国家采用60Hz的交流电源。虽然频率不同不至于烧毁电动机，但其工作性能将大不一样。因此，在选择电动机时应根据电源的情况和电动机的铭牌正确选用。 2．防护型式的选择 由于工作环境不尽相同，有的生产场所温度较高、有的生产场所有大量的粉尘、有的场所空气中含有爆炸性气体或腐蚀性气体等等。这些环境都会使电动机的绝缘状况恶化，从而缩短电动机的使用寿命，甚至危及生命和财产的安全。因此，使用时有必要选择各种不同结构形式的电动机，以保证在各种不同的工作环境中能安全可靠地运行。电动机的外壳一般有如下型式: (1)开启型外壳有通风孔，借助和转轴连成一体的通风风扇使周围的空气与电动机内部的空气流通。此型电动机冷却效果好，适用于干燥无尘的场所。 (2)防护型机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触。若电动机通风口用带网孔的遮盖物盖起来，叫网罩式；通风口可防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部的叫防漏式；通风口可防止与垂直成100o范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部的叫防溅式。(3)封闭式机壳严密密封，靠自身或外部风扇冷却，外壳带有散热片。适用于潮湿、多尘或含酸性气体的场合。 (4)防水式外壳结构能阻止一定压力的水进入电动机内部。 (5)水密式当电动机浸没在水中时，外壳结构能防止水进入电动机内部。 (6)潜水式电动机能长期在规定的水压下运行。 (7)防爆式电动机外壳能阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，从而引起外部燃烧气体的爆炸。 3．功率的选择 课堂教学安排 课题序号课题名称第页共页
三相异步电动机维护检修 1 总则 本作业指导书适用于云峰分公司高、低压交流三相异步电动机维护检修（中修和小修）作业时使用。 对特别重要或大容量的电动机应逐步开展状态监测，以便使检修工作更有 针对性，确保安全运行。 2.完好标准 2.1 零部件质量 2.1.1 电动机外壳完整，无明显缺陷，表面油漆色调一致，名牌清晰。 2.1.2润滑油脂质量符合要求，油量适当，不漏油。 2.1.3电动机内部无积灰和油污，风道畅通。 2.1.4外壳防护能力或防爆性能良好，既符合电动机出厂标准，又符合周围环 境的要求。 2.1.5定转子绕组及铁芯无老化、变色和松动现象，槽楔端部垫块及绑线齐全 紧固。 2.1.6定转子间的间隙符合要求。 2.1.7风扇叶片齐全，角度适合，固定牢固。 2.1.8外壳有良好而明显的接地（接零）线。 2.1.9各部件的螺栓、螺母齐全紧固，正规合适。 2.1.10埋入式温度计齐全，接线完整，测温表计指示正确。 2.1.11启动装置好用，性能符合电动机要求。 2.1.12通风系统完整，防锈漆无脱落，风道不漏风，风过滤器、风冷却器性能 良好，风机运行正常。 2.1.13操作盘油漆完好，部件齐全，接线正确，标示明显。 2.1.14保护、测量、信号、操作装置齐全，指示正确，动作灵活可靠。 2.1.15电动机基础完整无缺。 2.1.16电源线路接线正确牢固，相序标志分明，电缆外皮有良好的接地（接零） 2.2 运行状况 2.2.1 在额定电压下运行，能够达到的铭牌数据要求，各部位温升不超过表1所允许值。
表 1 电动机的最高允许温升（环境温度为40℃时） 2.2.2 电动机的振动值（两倍振幅值），一般应大于表2的规定。对于Y系列电动机，空载振动、速度的有效值应不超过表3所列数 据。 表 2 电动机的允许振动值 表 3 Y系列电动机空载振动、速度允许值 2.2.3滑动轴承电动机之转子轴向窜动应不大于表4规定。 表 4 滑动轴承电动机之转子轴向窜动允许值 注：向两侧轴向窜动范围，应根据转子磁性中心位置确定。 2.2.4换向器、集电环表面光滑，电刷与换向器（或集电环）的接触良好，运 行无火花。电刷牌号符合设计要求，电刷压力适当、均匀，一般应为15～25kPa，同一电刷组上每一电刷的单位压力差不得大于10%。
《三相异步电动机接触器联琐 正反转控制线路》说课稿 一、说教材 1、地位与作用 《三相异步电动机接触器联琐正反转控制线路》就是劳动出版社《电力拖动控制线路与技能训练》第二单元第一节的内容,就是简单电路与复杂电路过渡的重要知识。 三相异步电动机接触器联琐正反转控制线路就是在正转控制电路的基础上来讲解的,共学习三种正反转电路,在教材中具有承上启下的作用。学好这一节对学习后面的行程控制与限位控制至关重要。三相异步电动机的三种正反转控制线路各有各的结构与特点。 2.教学目标: 知识目标:理解三相异步电动机正反转控制线路组成、原理及特点;掌握三相异步电动机正反转的工作原理。 能力目标:通过分析正反转控制电路的渐进过程,培养学生的识图能力以及比较分析与归纳总结的能力;通过引导学生分析工作原理、培养与训练学生综合分析电路的能力。 3、重点、难点: 重点:理解三相异步电动机接触器联锁正反转控制线路的组成及原理。 难点:正反转控制线路的特点与实践。 设计依据:一就是根据教材的知识体系,本节课在这一章中具有承上启下的作用;二就是正反转控制电路在生产实际中有着广泛的应用;三就是在自动控制电路中此电路就是重要的控制环节。 4、教材处理
我在处理这节教材时本着两个指导思想:一就是注意思路清晰,使教材知识系统化;二就是符合普遍认知规律,方便学生记忆。 二、说教法 总体教学构想突出两点,一就是突出知识结构,二就是绘图与识图,将以往的读图发展成为识图、绘图、填图与说图,进而形成“启、绘、议、说”的四字教学模式。采用发现问题、提出问题、分析问题、解决问题等四步走的方法来处理每一个相对独立的电路,让学生循序渐进的接受新知识,变“难点”为“趣点”,重点突出。每一个电路顺序展现启发、思考、实践、总结四个教学过程。 三、说学法 学情分析:职业学校的学生普遍基础较差,学习积极性、主动性不高。 学法指导:通过教师创设形象生动的教学氛围,放手让学生在疑问与探索中循序渐进的分析控制线路。整体授课采用教师讲解与学生练习交替进行的方法,通过教师启发、引导、示范,使学生会利用前后联系、分析对比与实际操作,找到接线时间短、电路熟悉快、试车成功率高的实践模式。 四、说教学过程 1、导入: 例举实际生产中的正反转控制实例,突出重要性,调动积极性与动手能力。通过现实生活中我们熟悉的起重机,电梯等事物引出上课的主题。 如:在实际生产中,机床工作台需要前进与后退;万能铣床的主轴需要正转与反转;起重机的吊钩需要上升与下降;正转的控制线路能否满足这些生产机械的控制要求？为什么？ 2、知识铺垫 这部分就是正反转电路的入口,首先引入反转的条件与实现方法,强调两相互换就是正反转线路的根本,给出条件与方法之后,并画图举例说明如
计算机仿真实验报告 专业：电气工程及其自动化班级：09电牵一班学号：22 姓名：饶坚指导老师：叶满园实验日期：2012年4月30日 一、实验名称 三相桥式SPWM逆变电路仿真 二、目的及要求 1.了解并掌握三相逆变电路的工作原理； 2.进一步熟悉MA TLAB中对Simulink的使用及构建模块； 3.掌握SPWM原理及构建调制电路模块； 4.复习在Figure中显示图形的程序编写和对图形的修改。 三、实验原理与步骤、电路图 1、实验原理图
2、电路原理（采用双极性控制方式） U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波Uc，三相的调制信号Uru、Urv和Urw依次相差120°。 电路工作过程（U相为例）：当Uru>Uc时，上桥臂V1导通，下桥臂V4关断，则U相相对于直流电源假想中点N’的输出电压Uun’=Ud/2。当Uru 对电路模型进行封装如下图示： 其中Subsystem1为主电路，Subsystem2为负载，Subsystem3为检测电路，Subsystem4为输入信号，Subsystem5为调制电路，Scope 为示波器，Repeating Sequence为三角载波。 各子系统电路分别如下所示： Subsystem1 Subsystem2 Subsystem3 实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？ 3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为：) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim. 《电动机》说课稿 各位评委老师，同学，大家好，我是xx。今天我给大家说课的内容是“电动机”它是人民教育出版社九年级下册第二十章第4节的内容。 我说课的内容将从教材分析，学情分析，教学目标，教学策略，教学过程设计五方面内容进行展开。（首先我对本节内容进行一下教材分析。） 教材分析： 一、教材的地位和作用 电与磁是初中物理重点内容之一，是在学习简单电路知识的基础上，进一步揭示电与磁相互依存关系，以及电和磁在生活中简单的应用。而电动机既是电磁现象的具体实例和综合应用，又与生活，生产联系紧密，充分体现了从生活走向物理，从物理走向社会的基本思想。同时本节内容也为后继课程磁生电作了铺垫，起着呈上起下的作用。 二、教学重点和难点 重点：探究磁场对载流导线的作用；是对前面知识的延伸，起着连接前后知识的纽带作用，电动机的原理，，电和磁的一个重要规律。为什么是重点，因为是一个重要规律。突出重点，做好探究实验，放大实验现象。 难点：电动机能够持续转动的原因。电流和磁场是不能够直接感知，他们之间的规律比较抽象，学生不易理解，并且学生还未涉及到受力分析，力的平衡及力矩平衡知识，因此把电动机能够持续转动的 原因作为难点。为了突破难点我采用多媒体课件展示，放慢电动机的转动，直观的模拟出电流和磁场方向，帮助学生理解分析突破难点的学习。 学情分析：在知识基础上，已经学习了电路的基础知识，磁场的基本性质，电流的磁效应。在认知层面上因为生活中的电动机基本上是封闭的，学生很难对其内部结构获得直观的感性认识，而初中学生思维虽然处在形象思维向抽象思维过渡阶段，但仍以形象思维为主。 （根据以上的分析和对教材的理解，结合学生的实际认知水平和能力结构，确定本课的三维目标如下：） 三、教学目标 1、知识与技能： （1）通过实验，知道电动机的基本原理是通电导线在磁场中受到力的作用； （2）知道通电导线在磁场中受力方向与电流及磁场的方向都有关系； （3）了解电动机的基本构造以及换向器在直流电动机中的作用； 2、过程与方法： （1）经历探究电动机的工作原理，培养初步分析问题的能力。（2）经历制作电动机模型和看电动机内部结构的图片，了解直流电动机的工作原理和结构。 3、情感态度与价值观： 通过初步了解物理知识如何转化成实际应用技术，进一步提高学 山东工商学院计算机仿真及应用实验报告 实验七 MATLAB的基本应用(二)及Simulink仿真 （验证性实验） 学院： 专业班级： 实验时间： 学号： 姓名： 一、实验目的 1、掌握连续信号的仿真和傅里叶分析方法 2、掌握连续系统的分析方法（时域分析法，拉氏变换法和傅里叶分析法）； 3、掌握离散信号的仿真和分析运算方法 4、掌握离散系统的分析方法（时域分析法）； 5、掌握符号运算方法； 6、掌握Simulink仿真工具； 二、实验原理 1、连续信号的仿真和分析法，参考教材第6.1节，重点： 单位冲激信号的仿真方法；单位阶跃信号的仿真方法；复指数信号的仿真方法 2、连续系统的分析方法，参考教材第6.1节，重点： 例6.2，LTI系统的零输入响应的求解方法； 例6.3，LTI系统的冲激响应的求解方法 例6.5，LTI系统的零状态响应的求解方法 例6.6，系统中有重极点时的计算 3、系统的频域分析方法，参考教材第6.2节，重点： 例6.7，方波分解为多次正弦波之和 例6.8：全波整流电压的频谱 例6.10：调幅信号通过带通滤波器 例6.12：用傅里叶变换计算滤波器的响应和输出 4、离散信号的仿真和分析法，参考教材第6.3节，7.1节，重点： 单位脉冲序列impseq，单位阶跃序列stepseq 例7.1：序列的相加和相乘 例7.2：序列的合成与截取 例7.3：序列的移位和周期延拓运算 三、实验内容（包括内容，程序，结果） 以自我编程练习实验为主，熟悉各种方法和设计，结合课堂讲授，实验练习程序代码。 1、根据教材第6.1节的内容，练习连续信号和系统的时域分析和拉氏变换方法。 q602 clear,clc a=input('输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= '); n=length(a)-1; Y0=input('输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= '); p=roots(a);V=rot90(vander(p));c=V\Y0'; dt=input('dt= ');tf=input('tf= '); t=0:dt:tf;y=zeros(1,length(t)); MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真 实验报告 姓名：****** 专业：电气工程及其自动化 班级：******************* 学号：******************* 实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块： （1）无穷大功率电源模块（Three-phase source） （2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load） （3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch） （4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)） （5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement） （6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault） （7）示波器模块（Scope） （8）电力系统图形用户界面（Powergui） 按电路原理图连接线路得到仿真图如下： 1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置 1.2.1 电源模块 设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图： 1.2.2 变压器模块 变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图： 1.2.3 输电线路模块 根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图： 1.2.4 三相电压电流测量模块 此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图： 三相交流异步电动机常见故障及维护 摘要：本文针对三相交流异步电动机使用量大故障率较高这一实际情况，着重分析了三相交流异步电动机常见故障和异常现象，及主要原因，同时提出了一些具体的防范措施和处理方法，做到尽可能地及时发现和消除电动机的事故隐患，保证电动机安全运行。 关键词：三相交流异步电动故障处理方法 论文主体： 三相交流异步电动机是工农业生产中最常见的电气设备，其作用是把电能转换为机械能。在工农业生产中发挥着巨大的作用，给人们的生活带来了极大的便利。也是用的最多电动机，其结构简单，起步方便，体积较小，工作可靠，坚固耐用，便于维护和检修。为了保证异步电动机的安全运行，电气工作人员必须掌握有关异步电动机的安全运行的基本知识，了解对异步电动机的安全评估，做到尽可能地及时发现和消除电动机的事故隐患，保证电动机安全运行。 一、电动机的选型 1．根据电动机安装地点的周围环境来选择电动机的形式。 电动机的常见形式有防护式和封闭式两种。防护式的通风性能较好，价格低，适合环境干燥，灰尘少的地方采用；如果灰尘较多，水滴飞溅的地方，应采用封闭式电动机。另外，还有一种密封式电动机，可以浸汲在水里工作，电动潜水泵就采用这种电动机。 2．根据使用负荷情况，选择电动机的功率。 电动机的功率一般应为生产机械功率的1．1~ 1．5倍。如果功率选择过大，不仅增加投资，同时也降低了机械效率，增加生产成本。如果功率选择过小，电动机长期承受过大负荷，会使温度上升过高而 损坏绝缘，缩短电动机使用寿命。 3．根据工作机械的转速要求以及传动方式选择电动机。 转速配套原则是使电动机和生产机械都在额定转速下运行，传动方式两者相同。 二、电动机常见故障原因及处理 1、电动机起动困难或不能起动的原因及处理方法： （1）某一相熔丝断路，缺相运行，且有嗡嗡声。如果两相熔丝断路，电动机不动且无声。找出引起熔丝熔断的原因排除之，并更换新的熔丝。 （2）电源电压太低，或者是降低起动时降压太多。是前者应查找原因；是后者应适当提高起动压降，如用的是自耦减压起动器，可改变抽头提高起动电压。 （3）定子绕组或转子绕组断路，也可能是绕线转子电刷及滑环没有接触，应检查。 （4）定子绕组相间短路或接地，可用兆欧表检查。 （5）定子绕组接线错误，如误将三角形接成星形，或将首末端接反，应检查纠正。 （6）定子及转子铁心相擦。 （7）轴承损坏或被卡住，应更换轴承。 （8）负载过重，应减小负载。 （9）机械故障，被带作业机械本身转动不灵活，或卡住不能转动。 （10）皮带拉得过紧，摩擦加剧，应调整皮带松紧度。 （11）起动设备接线有错误或有故障，检查纠正，排除故障。 2、电动机温升过高或冒烟的原因及处理方法： （1）当电压超过电动机额定电压10%以上，或低于电动机额定 电路计算机仿真分析 实验报告 实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析 一、实验目的 1、学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。 2、学习使用Pspice进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。 二、原理与说明 对于电阻电路，可以用直观法（支路电流法、节点电压法、回路电流法）列写电路方程，求解电路中各个电压和电流。PSPICE软件是采用节点电压法对电路进行分析的。 使用PSPICE软件进行电路的计算机辅助分析时，首先在capture环境下编辑电路，用PSPICE 的元件符号库绘制电路图并进行编辑、存盘。然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自 动”进行电路分析了。需要强调的是，PSPICE软件是采用节点电压法“自动”列写节点电 压方程的，因此，在绘制电路图时，一定要有参考节点（即接地点）。此外，一个元件为一 条“支路”（branch）,要注意支路（也就是元件）的参考方向。对于二端元件的参考方向定 义为正端子指向负端子。 三、示例实验 应用PSPICE求解图1-1所示电路个节点电压和各支路电流。 图1-1 直流电路分析电路图 4.000V R2 1 2.000A 0V Idc2 4Adc 4.000A 6.000V R1 1 4.000A Idc1 2Adc 2.000A R3 3 2.000A 图1-2 仿真结果 四、选做实验 1、实验电路图 （1）直流工作点分析，即求各节点电压和各元件电压和电流。 （2）直流扫描分析，即当电压源Us1的电压在0-12V之间变化时，求负载电阻R L中电流I RL随电压源Us1的变化曲线。 R4 3 Is3 2Adc 0Vs2 10Vdc RL 1 Is1 1Adc Is2 1Adc R1 4 I Is5 3Adc R2 2 12Vdc IPRINT Vs3 5Vdc Vs4 7Vdc 图1-3 选做实验电路图 2、仿真结果自动控制原理MATLAB仿真实验报告
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