交流拖动控制系统

电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统简介电力拖动自动控制系统包括：直流调速系统和交流调速系统。

直流调速系统包括：直流调速方法、直流调速电源和直流调速控制。

交流调速系统包括：交流调速系统的主要类型、交流变压调速系统、交流变频调速系统、绕线转子异步电机双馈调速系统——转差功率馈送型调速系统和同步电动机变压变频调速系统。

电力拖动自动控制系统课程内容介绍第一篇直流调速系统闭环反馈直流调速系统着重讨论基本的闭环控制系统及其分析与设计方法。

1.1 直流调速系统用的可控直流电源1.2 晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题1.3 直流脉宽调速系统的主要问题1.4 反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计1.6 比例积分控制规律和无静差调速系统根据前面分析，调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。

本节介绍几种主要的可控直流电源。

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。

1.1.1 旋转变流机组G-M系统工作原理由原动机（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 if 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。

1.1.2 静止式可控整流器V-M系统工作原理晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统，又称静止的Ward-Leonard系统），图中VT 是晶闸管可控整流器，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，即可改变整流电压Ud ，从而实现平滑调速。

电力拖动自动控制系统考纲及试题直流调速系统一判断题5串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。

（Ⅹ）6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。

（Ⅹ）7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频调速系统。

（√）9交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。

（Ⅹ）13转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。

（Ⅹ）计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。

9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。

（Ⅹ）10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。

（√）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

（Ⅹ）16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。

二选择题2绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）A0S1，输出功率低于输入功率BS0，输出功率高于输入功率C0S1，输出功率高于输入功率DS0，输出功率低于输入功率4绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C）Ａnn1，输出功率低于输入功率Bnn1，输出功率高于输入功率Cnn1，输出功率高于输入功率Dnn1，输出功率低于输入功率5与矢量控制相比，直接转矩控制（D）A调速范围宽B控制性能受转子参数影响大C计算复杂D控制结构简单7异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是A补偿定子电阻压降B补偿定子电阻和漏抗压降C补偿转子电阻压降D补偿转子电阻和漏抗压降8异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（D）A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制9电流跟踪PWM控制时，当环宽选得较大时，A开关频率高，B电流波形失真小C电流谐波分量高D电流跟踪精度高4系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，则（）。

电力拖动系统根本控制电路引言电力拖动系统是一种用电动机作为驱动源实现运动的系统。

在电力拖动系统中，控制电路起着关键的作用。

本文将介绍电力拖动系统的根本控制电路，包括控制器、驱动装置和传感器等。

控制器控制器是电力拖动系统中负责对电机进行控制的重要组成局部。

控制器一般由控制逻辑电路、电源电路和保护电路等组成。

控制逻辑电路根据输入的指令和反响信号，控制电机的运行。

电源电路为控制器提供工作电压和电流。

保护电路负责检测系统状态，当系统出现异常时，保护电路会采取相应的措施，以保护电机和其他设备的平安。

控制器通常使用集成电路和微处理器来实现。

驱动装置是将控制器输出的信号转换为电机可接受的电流和电压的装置。

驱动装置一般由功率放大器、变频器、整流器和逆变器组成。

功率放大器可以将控制器输出的低功率信号放大到驱动电机所需的功率。

变频器那么可以改变电源的频率，从而调整电机的转速。

整流器将交流电源转换为直流电源，而逆变器那么将直流电源转换为交流电源，以满足不同类型的电机需求。

传感器传感器可以感知电力拖动系统的状态和环境变化，并将感知到的信息转换为电信号，供控制器使用。

常用的传感器包括温度传感器、位置传感器和速度传感器等。

温度传感器可以感知电机的温度，当温度超过设定值时，控制器会发出警报或采取保护措施。

位置传感器可以感知电机的转动位置，从而实现精确的位置控制。

速度传感器那么可以感知电机的转速，以实现精确的转速控制。

控制电路中的控制策略根据具体的应用需求和系统特点而定。

常见的控制策略包括开环控制和闭环控制。

开环控制是指根据预设的输入指令，直接控制电机的运行。

开环控制简单、本钱低，但对外界环境的变化较为敏感，不能保证系统的稳定性和精度。

闭环控制那么是基于前馈和反响的控制方式，通过采集反响信号进行修正，以实现更精确的控制。

闭环控制系统具有良好的稳定性和精度，但相对复杂且本钱较高。

总结电力拖动系统的根本控制电路包括控制器、驱动装置和传感器等组成局部。

第三章★微机数字控制系统：以微处理器为核心的数字控制系统（简称微机数字控制系统）★微型计算机数字控制的主要特点：微机数字控制系统的稳定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，还拥有信息存储、数据通信和故障诊断等模拟控制系统无法实现的功能。

★由于计算机只能处理数字信号，因此，与模拟控制系统相比，微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化★数字控制直流调速系统的组成方式大致可分为三种： 1. 数模混合控制系统 2.数字电路控制系统 3. 计算机控制系统★数模混合控制系统特点：转速采用模拟调节器，也可采用数字调节器电流调节器采用数字调节器；脉冲触发装置则采用模拟电路★数字电路控制系统特点：除主电路和功放电路外，转速、电流调节器，以及脉冲触发装置等全部由数字电路组成★在数字装置中，由计算机软硬件实现其功能，即为计算机控制系统。

系统的特点：双闭环系统结构，采用微机控制；全数字电路，实现脉冲触发、转速给定和检测；采用数字PI 算法，由软件实现转速、电流调节。

★微机数字控制双闭环直流调速系统硬件结构系统由以下部分组成：主电路；检测电路；控制电路；给定电路；显示电路★主回路——微机数字控制双闭环直流调速系统主电路中的UPE 有两种方式：直流PWM 功率变换器；晶闸管可控整流器★检测回路——检测回路包括电压、电流、温度和转速检测，其中：电压、电流和温度检测由A/D 转换通道变为数字量送入微机；转速检测用数字测速★转速检测有模拟和数字两种检测方法。

对于要求精度高、调速范围大的系统，往往需要采用旋转编码器测速，即数字测速。

★故障综合——利用微机拥有强大的逻辑判断功能，对电压、电流、温度等信号进行分析比较，若发生故障立即进行故障诊断，以便及时处理，避免故障进一步扩大。

这也是采用微机控制的优势所在。

★数字控制器——数字控制器是系统的核心，可选用单片微机或数字信号处理器（DSP）★系统给定——系统给定有两种方式：（1）模拟给定：模拟给定是以模拟量表示的给定值，例如给定电位器的输出电压。

电力拖动自动控制系统（名词解释）一、名词解释：1.G-M系统（旋转变流机组）：由交流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If即改变其输出电压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，国际上统称Ward-Leonard系统。

2.V-M 系统（晶闸管-电动机调速系统）：通过调解器触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现评平滑调速，这样的系统叫V-M系统。

3. （SPWM）：按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波雨期望波的争先等效，这种调制方法称作正弦波脉宽调制（SPWM）。

4.（旋转编码器的测速方法）M法测速——在一定时间Tc内测取旋转编码器输出的脉冲个数M1,用以计算这段时间内的平均转速，称作M法测速。

T法测速——在编码器两个相邻输出脉冲间隔时间内，，用一个计数器对已知频率为f0的高频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称作T法测速。

M/T法测速——既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测用一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。

5.无刷电动机：磁极仍为永磁材料，但输出方波电流，气隙磁场呈梯形波分布，这样就更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无刷电动机（梯形波永磁同步电动机）。

6.DTC（直接转矩控制系统）：它是利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，是既矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。

7.恒Eg/f1=C控制：对于三相异步电动机，要保持气隙磁通不变，当频率从额定值向下调节时，必须同时降低气隙磁通在在定子每相中感应电动势的有效值Eg，使Eg/f1=恒定值，像这样的控制方法叫恒Eg/f1=C控制。

（譬如，对于异步电动机，如果在电压-频率协调控制中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服钉子阻抗压降以后，能维持Eg/f1为恒值，这种控制方法叫Eg/f1=C控制。

Φ-=e K IR U n 一、复习：直流调速系统问题1-1：电机的分类？ ① 发电机（其他能→电能）直流发电机 交流发电机② 电动机（电能→其他能） 直流电动机： 有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励）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： 伺服电机旋转变压器控制电机 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）问题1-2：衡量调速系统的性能指标是哪些？① 调速范围D=n max /n min =n nom /n min② 静差率S=△n nom /n 0*100%对转差率要求高，同时要求调速范围大（D大S 小）时，只能用闭环调速系统。

③ 和负载匹配情况：一般要求：恒功率负载用恒功率调速，恒转矩负载用恒转矩调速。

问题1-3：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：有机械整流器和电刷，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.问题1-4：直流电机有哪几种？直流电机调速方法有哪些?请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较. 哪些是有级调速？哪些是无级调速？直流电动机中常见的是有换向器直流电动机，可分为串励、并励、复励、他励四种，无换向器直流电动机属于一种特殊的同步电动机。

根据直流电机的转速公式，调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调速。

电力拖动学习心得体会篇一：电力拖动学习心得体会《电力拖动自动控制系统》学习心得进入到大四我们接触到了一门新的课程叫《电力拖动自动控制系统》,几次课上下来发现这门课包含的内容实在是太多了，涉及到了自动控制原理、电机拖动、电力电子和高数等多门学科的知识，让我觉得学起来有点吃力。

但经过老师的细细梳理，使我慢慢对这门课程有了新的认识，电力拖动是以电动机作为原动机拖动机械设备运动的一种拖动方式。

电力拖动装置由电动机及其自动控制装置组成。

自动控制装置通过对电动机起动、制动的控制，对电动机转速调节的控制，对电动机转矩的控制以及对某些物理参量按一定规律变化的控制等，可实现对机械设备的自动化控制。

现代运动控制已成为电机学，电力电子技术，微电子技术，计算机控制技术，控制理论，信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。

课上老师简单介绍了运动控制及其相关学科的关系，随着其他相关学科的不断发展，运动控制系统也在不断发展，不断提高系统的安全性，可靠性，在课上跟随老师的思路，使我对运动控制系统有了更深刻的理解。

运动控制系统的任务是通过对电动机电压，电流，频率等输入电量的控制,来改变工作机械的转矩，速度，位移等机械量，使各种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。

工业生产和科学技术的发展对运动控制系统提出了日益复杂的要求，同时也为研制和生产各类新型的控制装置提供了可能。

在前期课程控制理论、计算机技术、数据处理、电力电子等课程的基础上，学习以电动机为被控对象的控制系统，培养学生的系统观念、运动控制系统的基本理论和方法、初步的工程设计能力和研发同类系统的能力。

课堂上老师全面、系统、深入地介绍了运动控制系统的基本控制原理、系统组成和结构特点、分析和设计方法。

运动控制内容主要包括直流调速、交流调速和伺服系统三部分。

直流调速部分主要介绍单闭环、双闭环直流调速系统和以全控型功率器件为主的直流脉宽调速系统等内容；交流调速部分主要包括基于异步电动机稳态模型的调速系统、基于异步电动机动态模型的高性能调速系统以及串级调速系统；随动系统部分介绍直、交流随动系统的性能分析与动态校正等内容。

交流拖动控制系统的应用实例引言交流拖动控制系统是一种在工业自动化领域广泛应用的控制系统，它通过改变交流电动机的电源频率和电压，实现对电机转速的精准控制。

本文将介绍交流拖动控制系统的原理和应用实例，并分析其在不同行业的优势与局限性。

什么是交流拖动控制系统交流拖动控制系统是一种通过改变电源电压和频率，控制交流电动机转速的系统。

交流电动机广泛应用于各个行业的机械设备中，而交流拖动控制系统则可以对电动机的启动、停止、加速和减速等过程进行精确控制，提高生产效率和节能减排。

交流拖动控制系统的原理交流电动机的转速与供电电压和电源频率有关。

通常情况下，交流电动机的转速与电源频率成正比，与电源电压成反比。

交流拖动控制系统通过改变电源电压和频率的方法，实现对电动机的转速控制。

具体来说，交流拖动控制系统通过变频器控制电源频率，并通过电压变频器调整电源电压，使得交流电动机的转速达到所需的值。

变频器通过将直流电转换为交流电，并通过改变交流电的频率和电压，实现对电动机的转速调节。

交流拖动控制系统还可以通过反馈回路来实现对转速的闭环控制，以提高控制精度和稳定性。

交流拖动控制系统的应用示例1. 工业生产线工业生产线中通常使用大量的电动机驱动机械设备，如输送带、风机、泵等。

交流拖动控制系统可以实现对这些电动机的精确控制，调节其转速和运行状态。

例如，在某个流水线上，需要根据生产需求调整输送带的速度，以确保产品在不同工序之间的平稳运输。

交流拖动控制系统可以根据实时生产需求，调整电动机的转速，实现输送带的精确控制。

2. 电梯控制系统电梯控制系统是交流拖动控制系统的另一个应用领域。

电梯通常配备有交流电动机，用于驱动电梯的上下运动。

交流拖动控制系统可以根据电梯的载重量和乘客需求，调整电动机的转速和运行状态，实现电梯的平稳运行和高效能耗。

3. 制造业自动化设备制造业中的自动化设备通常需要使用大量的电动机进行驱动，如机床、搬运机器人、装配线等。

电力拖动自动控制系统介绍电力拖动自动控制系统是一种基于电力传动原理的自动控制系统，广泛应用于机械设备的驱动和控制中。

该系统通过电动机将电能转化为机械能来驱动机械设备，利用传感器感知环境信号并通过自动控制器对电机进行控制，实现对机械设备的自动化控制。

电力拖动自动控制系统主要由电动机、传感器、自动控制器和驱动装置组成。

电动机是系统的动力源，通过电能转换为机械能来驱动机械设备。

传感器用于感知机械设备的状态和环境参数，如位置、速度、力等。

自动控制器负责接收传感器的信号并根据预设的控制策略对电动机进行控制，实现对机械设备的自动化控制。

驱动装置用于将控制信号转化为电机驱动信号，控制电机的启停、转速和转向。

首先，系统的控制精度高。

由于电力传动具有快速响应、高精度和可调性的特点，可以实现对机械设备的精确控制。

其次，系统的抗干扰能力强。

电力传动系统能够通过电机的转矩调节来适应外部负载的变化，从而保持机械设备的稳定运行。

再次，系统的可靠性高。

电力拖动系统中的关键部件如电动机和传感器都经过严格的测试和筛选，能够在长时间运行过程中保持稳定和可靠的性能。

此外，电力拖动自动控制系统还具有节能和环保的优势。

通过合理的控制策略和调节机制，可以减少系统的能耗，并减少对环境的影响。

电力拖动自动控制系统广泛应用于各个领域，如工业制造、交通运输、石油化工等。

以工业制造为例，电力拖动系统可以用于汽车生产线、机械加工设备、输送线等机械设备的驱动和控制。

通过自动控制，可以提高生产效率和产品质量，减少人力投入和人为错误，实现机械设备的自动化生产。

总之，电力拖动自动控制系统是一种利用电力传动原理实现对机械设备自动化控制的系统。

它具有控制精度高、抗干扰能力强、可靠性高、节能环保等优势。

在工业制造、交通运输、石油化工等领域得到广泛应用，为提高生产效率和产品质量发挥了重要作用。

《电力拖动自动控制系统》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Automation Control System by Power Driving2、课程类别：专业方向课程3、课程学时：总学时64，实验学时84、学分：45、先修课程：《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电力电子技术》、《电机学》、《控制电机》、《自动控制原理》、《电力拖动基础》等专业基础课程6、适用专业：电气工程及其自动化二、课程的目的与任务课程的教学目的：本课程是电气工程及其自动化专业的专业特色课程。

通过本课程的学习，了解和掌握电力拖动自动控制系统的设计、校正和综合方法，为今后的工作打下专业基础。

课程教学的任务：了解直流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，调速系统的静态动态性能指标。

掌握直流转速单闭自动控制系统和转速、电流双闭环自动控制系统的静、动态设计方法，深刻领会和掌握控制系统的工程设计方法，能够熟练应用典型Ⅰ型、典型Ⅱ系统的设计和校正方法，了解可逆直流调速系统和位置随动系统的特点和设计方法。

了解交流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，特别是重点了解和掌握笼型异步电动机变压变频调速系统的原理、特点和设计方法，了解矢量控制技术在异步电动机变压变频调速系统的应用，了解同步电动机变压变频调速系统的特点和设计方法。

三、课程的基本要求本课程是所有专业基础课程的综合应用，特别是对《电力电子技术》、《电机学》、《控制电机》、《自动控制原理》、《电力拖动基础》以及《模拟电子技术》、《数字电子技术》的基础知识应用较多，学生必须在这些专业基础课程学习过后，才能开设本课程。

教师在授课中必须引导学生对专业基础课程的综合应用，按照系统的控制规律为主线，由简入繁、由低及高的循序深入，思路必须清楚，引导学生学习和掌握系统设计与分析的方法，培养学生对工程问题的处理方法，同时要认真进行和完成课程实验，并且通过课程设计，要求学生能够对简单的电力拖动自动控制系统进行性能分析和设计。

电力拖动自动控制系统1. 系统简介电力拖动自动控制系统是一种基于电力传动和自动控制的系统，用于驱动和控制各种机械设备的运动。

该系统通过电动机将电能转化为机械能，实现对设备的拖动和控制。

电力拖动自动控制系统广泛应用于工业生产、交通运输、能源领域等各个行业。

2. 系统架构电力拖动自动控制系统主要由以下几个部分组成：2.1 电动机电力拖动自动控制系统的核心部件是电动机。

电动机负责将电能转化为机械能，驱动机械设备的运动。

根据实际需求，电动机可以采用不同的类型，如直流电动机、交流电动机等。

2.2 控制器控制器是电力拖动自动控制系统的核心部分，用于监测和控制电动机的运行。

控制器接收来自传感器的反馈信号，根据预设的控制算法和逻辑，控制电动机的启动、停止、速度调节等操作。

2.3 传感器传感器用于获取与机械设备运动相关的物理量信息，如速度、位置、温度等。

传感器通过将物理量转化为电信号，传递给控制器进行处理和决策。

2.4 电源系统电源系统为电力拖动自动控制系统提供稳定可靠的电能供应。

电源系统可以采用市电供电、蓄电池供电或者发电机供电等多种方式，以满足不同场景的需求。

2.5 人机界面人机界面是用户与电力拖动自动控制系统进行交互的窗口。

通过人机界面，用户可以设置运行参数、监测系统状态、获取报警信息等。

人机界面通常采用触摸屏、按钮、指示灯等形式，具备直观、便捷的操作方式。

3. 工作原理电力拖动自动控制系统的工作原理如下：1.用户通过人机界面设置运行参数，如设备运行速度、运行时间等。

2.人机界面将参数传递给控制器。

3.控制器根据参数和实时反馈信号来控制电动机的启动、停止和调速。

4.传感器将机械设备运动相关的物理量信息转换为电信号，传递给控制器。

5.控制器根据传感器的反馈信号进行实时监测和控制，调整电动机的运行状态。

6.电动机将电能转化为机械能，驱动机械设备的运动。

7.控制器不断与人机界面进行信息交互，向用户显示设备状态、报警信息等。