电力拖动自动控制系统论文
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AC1 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。
120oAA A sA s AB B B s B s BC C C s C s C d u i R i R p dtd u i R i R p dt d u i R i R p dt ψψψψψψ⎧=+=+⎪⎪⎪=+=+⎨⎪⎪=+=+⎪⎩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120oθa a a ra r ab b b r b r bc c c r c r cd u i R i R p dtd u i R i R p dt d u i R i R p dt ψψψψψψ⎧=+=+⎪⎪⎪=+=+⎨⎪⎪=+=+⎪⎩/du dt(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。
电力拖动自动化控制系统分析莫青勇卢永红马飞娥发布时间:2021-11-05T04:46:59.348Z 来源:《基层建设》2021年第21期作者:莫青勇卢永红马飞娥[导读] 随着社会经济水平的提高,我国的科学技术水平也在不断提升,以此我国的各项事业都得到了快速的发展进步。
在众多科学技术之中较为突出的一项是自动化控制技术,而在自动化控制技术之中太钢不锈股份有限公司临汾分公司山西省临汾市 041000摘要:随着社会经济水平的提高,我国的科学技术水平也在不断提升,以此我国的各项事业都得到了快速的发展进步。
在众多科学技术之中较为突出的一项是自动化控制技术,而在自动化控制技术之中,具有代表性的是电力拖动自动化控制技术。
目前,电力拖动自动化控制系统在现代工业中得到了广泛的应用,它的应用提升工业生产的效率,同时还提高了工业生产的质量,为工业化的发展做出了较大的贡献。
基于此,本文对电力拖动自动化控制系统进行分析研究,希望能够促进工业化的生产,推动我国社会的进一步发展,以下将展开详细的分析。
关键词:电力拖动;自动化控制系统;分析引言进入新的时代之后,许多企业为了提升竞争力,扩大市场都在不断引入较为高端的技术设备,在此过程中,许多企业的生产水平以及科技水平都得到了很大的提升,在这样的情况下,企业对于电能需求也都在全面的提升,所以推广和应用电力拖动自动化控制系统是十分重要的,通过实际调查发现,电力拖动自动化控制系统能够有效保证设备安全高效的运行,能够满足企业机械自动化的需求,因此,对于电力拖动自动化控制系统应当进行进一步的深入研究以及优化,确保在日后能够更好的应用企业生产中,保证企业能够为社会赢得更多的经济效益和社会效益。
为此需要对电力拖动自动化控制系统进行相应的研究,以及做好防控措施。
1 电力拖动自动化控制系统工作原理电力拖动自动化控制系统也被称为“电机传动”,从此我们可以得知它主要是以电动机作为原动机以此拖动机械设备进行运转,而自动化控制技术是现代科学技术新研发的一项技术,目前它也是当代设计中一中最为高新的技术,对于现代社会各项事业以及技术的发展都具有极大的推动作用。
专业论文电力拖动毕业设计*名:**学号:**************专业:数控技术(机电方向)年级:09春数控机电方向日期:2011年10月13日目录摘要关键词一.序言二.电动机基本控制线路的构成2-1开关2-2组合开关2-3低压断路器2-4熔断器2-5接触器2-6断路器三.电动机的基本控制线路3-1三相异步电动机的正反转控制线路3-2位置控制和自动往返控制线路3-3顺序控制和多地控制线路3-4三相异步电动机的降压启动控制线路 3-5三相异步电动机的制动控制线路四.结束语五.参考文献摘要:近年来,随着电子技术和控制理论的不断发展,相续出现了顺序控制,可编程无触点断续控制,采样控制等多种控制方式。
而我的这篇论文则介绍的就是电力拖动在我们生活中和一般工作生产中常用的一些线路控制,它主要利用电动机拖动生产机械的工作机构,使之运转。
由于电力在生产,传输,分配,使用和控制方面的优越性,使得电力拖动具有方便,经济,效率高,调节性能好,易于实现生产过程自动化等优点,所以电力控制系统获得了广泛的应用。
目前在日常生活中使用的电风扇,洗衣机等家用电器,再生产中大量使用的各种各样的生产机械,如车床,钻床,造纸机,轧钢机等,都采用的是电力拖动。
关键词:异步电动机三相异步电动机接触器一,序言电力拖动是指电动机拖动生产机械的工作机构,使之运转的一种方法,它在日常生活中和生产中都得到充分的应用和发展。
电力拖动系统一般有四个子系统组成,它们的关系可简单表示为:电源是电动机和控制设备的能源,分为交流电源和直流电源。
控制设备是用来控制电动机的运转,有各种控制电动机,电器,自动化元件及工业控制计算机组成。
电动机是生产机械的原动机,将电能转化成机械能,分为交流电动机和直流电动机。
传动机构是在电动机和工作机构之间传送动力的机构。
如速箱,联轴器,传动器等。
按电动机拖动系统中电动机的组合数量分,电力拖动的发展过程经历了成组拖动,单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。
目录摘要 (1)V-M双闭环直流可逆调速系统设计3 (2)1设计任务及要求 (2)1.1.技术要求 (2)1.2.设计内容 (2)2总体设计 (2)2.1主电路结构 (2)2.2双闭环调速系统组成 (5)2.3主电路参数计算及选型 (6)2.3.1平波电抗器参数的计算 (6)2.3.2变压器参数的计算 (7)2.3.3晶闸管元件参数的计算 (7)2.3.4保护电路的设计 (8)2.4触发电路的设计 (8)3动态设计计算 (9)3.1电流调节器的设计 (9)3.1.1电流环结构 (9)3.1.2时间常数的确定 (10)3.1.3电流调节器结构确定 (11)3.1.4电流调节器参数的计算 (11)3.1.5校验近似条件 (11)3.1.6电流调节器电阻和电容的计算 (12)3.2转速调解器的设计 (13)3.2.1转速环结构 (13)3.2.2时间常数的确定 (15)3.2.3转速调节器结构确定 (15)3.2.4转速调节器参数的计算 (15)3.2.5校验近似条件 (16)3.2.6计算调节器电阻和电容 (16)3.2.7校核转速超调量 (17)4电气原理总图 (18)5总结与体会 (19)参考文献 (20)摘要双闭环直流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。
具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,所以在电气传动中获得了广泛应用。
V-M双闭环可逆直流调速系统是晶闸管-电动机调速系统(简称V-M 系统),系统通过调节器触发装置GT的控制电压Uc来移动出发脉冲的相位,即控制晶闸管可控整流器的输出改变平均整流电压Ud,从而实现平滑调速。
使用两组晶闸管反并联实现可逆调速。
电动机正转时,由正组晶闸管装置VF供电;反转时,由反组晶闸管装置VR供电。
采用转速、电流双闭环控制系统,一般使电流环(ACR)作为控制系统的内环,转速环(ASR)作为控制系统的外环,以此来提高系统的动态和静态性能,为了获得良好的静、动态性能,转速和电流调节器一般都采用PI调节器。
试论电力拖动自动化控制系统摘要:电力拖动系统在国民经济发展中起着非常重要的作用,其为人们的生产生活提供了大量的便利,因此获得了广泛应用。
随着人们电力拖动系统发展认识水平的逐渐提升,对电力拖动发展也有了更高要求。
因此,为确保电力系统稳定性不断提升,对电力拖动进行安全自动控制显得非常重要。
本文基于对电力拖动自动化控制系统重要性及应用措施的分析展开论述。
关键词:电力拖动;自动化;控制系统1 电力拖动自动化控制系统的重要性随着现代科学技术的不断发展,电力拖动系统所采用的技术已经有了很大程度的提高。
电力系统中所包含的各类保护装置能够对系统故障进行识别保护,降低事故带来的损失。
在实际工作中,需要根据电力拖动系统当中的具体情况来对这些保护装置做出相应要求和规定,如果有相关人员存在工作疏忽或者失误现象,很有可能会引发系统短路和失电合闸事故并且造成严重损失。
因此,为保障我国电力体系中各个设备能够顺利运行并发挥其作用,保证生产效益提高以及人身健康安全有保障是极为重要的。
在电力系统中发生故障时,不仅会对整个企业造成一定的影响,同时也会对整个电力工业造成巨大损失,所以必须要对其自动控制和保护工作进行研究和优化。
在电力拖动系统中,为保障系统安全稳定运行,确保电网中的所有设备能够正常运转,需要对电力拖动系统进行持续不断的保护以及自动控制研究。
2 电力拖动自动化控制系统设计原则在电力拖动系统自动控制设计期间,为保证系统安全稳定运行,发挥出应有功能作用,必须遵循经济适宜性、稳定性、功能齐全性、操作简单的设计原则。
2.1 经济适宜性原则在保证自动控制系统功能齐全的前提下,尽可能的简化系统结构,选配使用寿命长、故障率低、采购价格低廉的传感器与控制器设备,从而控制系统的前期建设成本。
2.2 稳定性原则在系统功能配置结构中添加故障自诊断功能,系统在运行期间持续检测运行状态与设备运行工况,在出现故障问题后发送报警信号,采取切断故障部分和非故障部位连接等简单处理措施。
39 建设一支政治强、业务精、作风正的高素质铁路基层党校教师队伍■李 毅 (中国铁路太原局集团有限公司党校 山西 030013)【中图分类号】D261 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)12-0039-01 铁路基层党校是铁路局培训轮训各级党员领导干部、管理和专业技术人员以及入党积极分子的主要基地,肩负着为铁路建设和发展提供理论支持和培养人才的重要责任,发挥着教育培训铁路基层干部主渠道、主阵地和主力军的作用。
因此建设和培育一支高素质的党校师资队伍是实现铁路基层党校的功能、充分发挥党校作用的关键因素。
一、坚持“党校姓党”,把提高教师政治素质放在首位党校教师是党校工作的核心力量,党校教师队伍素质是否过硬直接影响着党校作用的发挥。
这就要求党校教师不仅要在教学科研上有作为,更要在政治上信得过、靠得住,必须自觉在思想上、政治上同党中央保持一致,真正做到党校姓党。
为此,要经常对教师进行党的路线、方针、政策的教育,组织学习党的基本理论,经常围绕党的重大理论问题进行专题研讨,举办专题讲座等。
要让广大党校教师自觉把做人与做学问、修德与修才结合起来,以坚强的党性作为立身之本,打造政治强、业务精、作风好的党校教师队伍。
二、建立更加完善的教师培养机制党校应不断探索教师成长规律,实现教学、科研齐头并进。
建立和完善适合铁路基层党校教师培养机制,引导骨干教师特别是青年教师快速成长,为青年教师尽快担当起教学和科研的重任搭建平台。
1.营造促进青年教师素能快速提升的环境氛围。
一是强化全面培养。
到党校接受教育培训的学员都是在岗的各级各类干部,具有丰富的工作实践经验。
这就对党校教师素质提出了更高的标准,既要有过硬的政治素质、良好的师德师风,同时又要有一定的现场实践经历、扎实的理论知识功底和教学科研能力。
因此,党校要从现场锻炼、业务知识的培训、教学科研能力的提升等多方面培养青年教师,制定培养方案,通过多样化的师资培训不断丰富青年教师的文化底蕴。
高职《电力拖动自动控制系统》课程改革初探摘的要:教学内容和教学方法的改革是搞好高职教育创新的关键,也是提高提高教育教学质量、提高学生就业竞争力的关键。
根据“岗·课·证相融通”,“教·学·做一体化”的教学模式改革的《电力拖动自动控制系统》,通过工作项目引导理论学习,项目的设计与实施基于工作过程,典型化的训练项目源于合作企业工业现场的电机控制,体现职业应用技能。
在循环递进的工作过程中锻炼学生独立实施工作项目的能力。
关键词:课程改革项目教学教·学·做一体化0.引论电力拖动自动控制系统是一门实践性和综合性很强的课程,是高职院校电气自动化技术专业的一门重要的主干专业课程,也是培养合格自动化专业人才的关键课程之一。
现有的教材内容和传统的教学模式都不适应于高职学生,严重地影响了教学效果。
根据我院“岗·课·证相融通”,“教·学·做一体化”的教学模式,我系《电力拖动自动控制系统》的教学团队对理论教学和实践教学进行改革探索,提出了新的教学内容和模式并进行实践,提高了学生的学习积极性和教学效果。
“岗·课·证相融通”就是按照岗位技能需要设置专业核心技能课程和职业拓展课程,参照职业资格标准设计教学内容,课程的考核评价要求学生取得相应的职业资格证书。
“教·学·做一体化”就是在专业课程教学中,将课堂设在实训室,以实际工作岗位的典型项目为载体,按项目的实施过程开展教学,通过边教边学、边学边练、学做合一的“教、学、练、做”一体化教学方式对学生进行职业技能训练。
1.课程开发课程开发需要解决的是使教师明确课程在专业中的地位、前后续课程之间的关系、课程所面对的岗位能力要求,应该教什么、怎么教、怎么考核,学生明确课程学习后能做什么、要学什么、怎么学、怎么考。
针对这些问题我们与企业专家共同研讨,根据现代技术的发展将电力电子技术课程和电力拖动自动控制系统课程中的实用内容整合在一起,为课程命名为《电机调速系统的安装与调试》。
VVVF电梯电力拖动控制系统设计毕业论文目录摘要................................................................................................ 错误!未定义书签。
Abstract .......................................................................................... 错误!未定义书签。
前言.. (1)1电梯的概述 (2)1.1电梯的作用及发展趋势 (2)1.11电梯的作用 (2)1.12 电梯的发展史和发展趋势 (2)1.2电梯的分类 (2)1.21 按用途分类 (2)1.22 按驱动方式分类 (3)1.23 按速度分类 (3)1.24 按电梯有无司机分类 (3)1.25 按操纵控制方式分类 (3)1.26特殊电梯 (4)2 电梯的结构 (5)2.1机房部分 (6)2.2井道部分 (8)2.3层站部分 (9)2.4 轿厢部分 (9)3 电梯的电力拖动系统 (11)3.1常见的电梯的电力拖动方式 (11)3.2电梯的速度曲线 (11)3.21电梯运行的速度曲线的确定方法 (11)3.22 电梯速度曲线的计算 (12)3.3电动机而定功率的确定和校验 (14)3.31电动机额定功率的粗选 (14)3.32曳引电动机的过载和启动校验 (14)3.4变频调速电梯拖动控制方式 (15)3.41变频调速的基础知识 (15)3.42变频调速电梯的主电路设计 (16)4 电梯的拖动控制系统 (17)4.1概述 (17)4.11几个基本概念 (17)4.12拖动控制系统的原理 (18)4.2速度测量和位置检测装置 (19)4.21速度测量 (19)4.22位置检测 (20)4.3 VVVF电梯的速度闭环控制 (20)4.31变频器 (20)4.32 PWM控制器 (22)4.33低、中速VVVF电梯拖动控制系统 (22)5 电梯的信号控制系统 (24)5.1信号控制系统的组成 (24)5.11操纵盘 (24)5.12层楼指示器 (24)5.13呼梯按钮盒 (24)5.14平层装置 (25)5.15选层器 (25)5.16电气控制柜 (25)5.17检修开关箱 (26)5.18门机及电阻器箱 (26)5.19限位开关和极限开关等保护装置 (26)5.2 信号控制系统的典型电路 (26)5.21轿内指令电路 (26)5.22厅外召唤电路 (27)5.23指层电路 (28)5.24定向选层及换速控制电路 (29)5.25起动与制动运行电路 (30)5.26平层控制电路 (30)5.27开关门控制电路 (31)5.28检修运行控制电路 (31)5.29电梯的消防控制功能 (31)6可编程控制器的设计 (33)6.1 PLC的选型 (33)6.2 可编程控制器的硬件设计 (36)6.2.1 输入输出点的估算 (37)6.2.2开关量输入、输出模块的选择 (37)6.2.3 I/O点的分配 (37)6.3 可编程控制器的软件设计 (39)6.3.1 为了更好的阐述起原理,现给出内部说明 (39)6.3.2 梯形图原理分析 (40)7保护功能设置 (46)7.1 超速保护装置 (46)7.2轿厢超越上下极限位置,电梯制动装置 (47)7.3撞底缓冲装置 (48)7.4 强迫换速装置 (48)7.5无反馈保护 (48)7.6超差保护 (48)致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。
关于电力系统及其自动化论文电力系统及其自动化论文篇1摘要随着我国经济的快速增长,对于我国目前的自动化技术要求也是越来越高。
本文通过对电力系统的自动化应用、安全保障和综合自动化的发展方向进行了介绍和分析,简单的探讨了电力系统自动化技术的应用。
关键词电力系统;应用;发展方向;技术1电力系统自动化技术应用1.1电力系统的自动化应用电力系统与人们的日常生活息息相关,通常都是24h不间断工作,因此,任何能保障电力系统正常运转的新技术,都值得大力推广。
其中,自动化技术显得尤为突出。
最早的自动化在电力方面的应用,主要是监控电力系统的各项数据,以确保安全。
随着信息技术、材料技术、管理技术的发展,自动化技术的应用也越来越广泛。
1.2电力系统自动化的工作流程电力系统自动化的工作流程具体包括以下内容。
1)中心计算机对总体调控进行负责,而相关的那些监控设备主要负责如:事故内容的记录和设备操作、编制各种类型报表的相关记录处理、常规操作的相关自动化以及系统异常事故方面的自动恢复的操作等。
在此基础上,形成以对部件的控制为中心,通过计算机与计算机之间的结合,以及控制计算机和终端硬件装置的结合,运用各种类型的软件实现控制范围的扩大与自动化程度方面的深化。
2)对于电力系统的综合自动化而言,其基本流程是在相应的中心地带的一些调控中心装置现代化的计算机,以此来向四周进行网络系统的辐射,围绕这个中心的变电站、发电厂之间对信息服务以及反馈的那些远方监视的控制装置进行设置,并且时时对其进行监控,从而使得一个立体化网络的覆盖面得以实现,形成全面畅通的指令传输和信息传达。
3)电力系统的综合自动化对分层控制的相关操作方式加以采用,也就是在控制所、调度所和变电站、发电厂的各个组织的分层间,按照所管辖的功能范围对控制功能进行分担和综合的协调,以此来达到系统的合理经济以及可靠运行目的方面的控制系统。
2电力系统自动化技术的应用能力2.1数据处理能力1)数据整合能力。
电力拖动系统的自动控制和安全保护摘要:电力拖动系统是我国电力生产系统下的重要分支之一,拖动系统是一种以电动机作为自身的基础动能来源、在进行实际生产时以对相应机械的拖动作为运行主要形式的一种生产方式。
在对拖动系统进行针对优化时,我们应将研究的重点放在自动控制与安全保护两个方面。
关键词:电力拖动系统;自动控制;安全保护前言:电力拖动系统是当前我国企业在进行物质资料的生产时所使用到的一种最为普遍的生产方式,相关工作人员在对本企业的电力拖动系统进行优化调整时,必须要先综合本企业在生产过程中的实际需求,再对电动机系统进行相应的考察,测试其在实际生产中的运行效率,重点考察其自动控制与安全保护方面的内容,再将测试数据与其在日常生产中的运行数据相互结合,形成系统工作情况报告,根据报告中所涉及到的问题,对电力拖动系统做出相应的优化。
1.电力拖动系统自动控制的设计原理以及原则首先,我们应当明确自动控制这一基本职能在整个电力拖动系统的设计中所使用到的原理,只有明确设计原理,我们才能更好地对自动控制这一职能进行相应地改进与优化。
相关人员在对自动控制的内容进行设计时,常常会将系统控制作为设计的根本导向,其目的就是为了要将系统控制所具有的优势淋漓尽致地体现出来。
在最初的电力拖动系统中,拖动这一行为实际上并非由系统所自动控制,而是由专业人员根据系统的运行状况与生产状态,从现实角度出发,对系统提供的数据进行人为判断。
换句话说,电力拖动系统中的系统控制职能在以前是以人工控制、而非以自动控制为主要表现形式。
虽然这能够有效减少电力拖动系统在实际生产中的出错几率,但却同时为企业增加了人工负担,所以此前电力拖动系统并没有受到相应的重视。
随着自动控制技术的不断发展,设计人员开始尝试把电力拖动系统中的人为控制改用自动控制替代,并对自动控制进行改进,使其在保证生产质量的基础上,实现了缩减人工、缩减生产成本的目的。
因此,在进一步推进电力拖动系统自动控制的优化发展中,我们必须要将重点放在系统控制这一自动控制的设计原理上,加强自动控制职能的高效性与准确性,使其能够根据企业的现实生产需求自动进行拖动性能方面的调整,以使企业的生产效能进一步获得提升。
试论电力拖动自动控制系统作者:何跃文来源:《科协论坛·下半月》2012年第10期摘要:随着社会的高速发展,更多电器的出现导致电力的需求不断攀升,因而人们对电力拖动控制系统自动化程度提出了更高更新的要求。
鉴于此,拟通过对电力拖动控制系统的设计原理、设计方案的确定、设计应遵循的规章以及安全防护等内容进行分析,为使用者与企业提供借鉴与参考。
关键词:电力拖动自动控制运行中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)010-028-021 引言随着科技日新月异的发展,机械自动化程度与生产水平达到了前所未有的高度,在当前的工业生产领域中,电力拖动自动控制系统得到了广泛的应用。
电力拖动自动控制系统的优势在于:一方面可以保障自身系统安全稳定运行;另一方面可以满足企业机械生产要求。
电力拖动系统可以很好的对电动机、各类继电器等原件进行保护,进而减少系统运行过程中故障发生概率。
因此,研究电力拖动自动控制系统,提升其自动化程度,增强其安全性,完善其功能,对于企业而言是至关重要的。
2 电力拖动系统自动控制原理及其设计2.1 电力拖动系统自动控制原理操作人员在电力拖动控制系统运行过程中可以得到电动机各信息的反馈,例如电流反馈等。
在电力拖动控制系统中,电气设备是实现机械自动控制的核心器件。
计算机系统在此过程中的主要作用是显示信息显示、运行连锁、安全保护等信息,同时其也是电力拖动系统自动控制实现的唯一途径。
在计算机系统中,操作人员可以利用计算机根据实际生产需求实行不同的自动控制方案。
电力拖动自动控制主要是利用计算机完成逻辑计算、功能模块化、编程等工作,然后为操作人员提供独立于机械设备的仪器驱动程序,方便使用者可以较快的将程序与自己的系统进行对接测试,方便编程。
虽然电力拖动自动控制系统的各项参数及要求的设定“因人而异”。
但从系统的本质来讲,系统构成的基本原理还是殊途同归的,即以计算机为系统的集中控制中心,信号输入给计算机下达指令,信号输出执行指令。
《电力拖动自动控制系统》学习心得范文电力拖动自动控制系统是电力系统中的一种重要设备,其功能是将电能转换为机械能,实现自动控制。
本文是我在学习电力拖动自动控制系统课程中的心得体会,分为四个部分进行介绍:课程内容综述、理论学习、实际操作和学习收获。
一、课程内容综述电力拖动自动控制系统是电气工程领域的重要课程之一,主要包括电力拖动系统的工作原理、系统组成、控制方式及其在实际工程中的应用等方面内容。
通过学习该课程,可以使我们更加深入地了解电力拖动自动控制系统,为未来的工作实践打下坚实的基础。
二、理论学习在课程学习的一开始,我首先对电力拖动自动控制系统的基本概念进行了学习。
通过教材的介绍和老师的讲解,我了解到电力拖动自动控制系统是由拖动负载、传动装置、控制系统和供电系统组成的一种集中控制装置。
拖动负载是指通过电动机运动完成的各类机械设备,传动装置是将电能转化为机械能的部件,控制系统是负责对整个系统进行监控和调节的部分,供电系统是保证系统正常运行的基础。
接着,我学习了电力拖动自动控制系统的工作原理。
电力拖动自动控制系统的工作原理是将电能通过电动机转化为机械能,实现对拖动负载的控制。
在工作过程中,电动机的工作状态受控制系统的指令信号调节,从而实现对拖动负载的启停、速度调节和方向控制等功能。
除了理论知识的学习,我还进行了大量的实验和实践操作。
通过实验,我进一步掌握了电力拖动自动控制系统的工作原理和操作方法。
例如,我学会了如何调整电动机的启停时间、如何控制电动机的转速和如何实现正反转控制等。
通过实际操作,我对课程中学到的理论知识有了更深入的了解。
三、实际操作在课程学习的过程中,我还进行了一些与实际工程相关的实践操作。
例如,我参与了一个电力拖动自动控制系统的实际工程项目,负责对系统进行安装和调试。
在项目中,我需要根据现场实际情况,对电动机、传动装置和控制系统进行合理的布局和安装。
在调试过程中,我需要根据客户的要求,对系统进行相应的配置和调整,以保证系统的正常运行。
电力拖动与自动化控制摘要:在当前企业生产过程中,电力拖动系统发挥着重要作用。
电力电气拖动系统主要由电动机、自动控制等装置组成。
电力拖动又称为电机传动系统,以电动机为运行基础,配合控制装置、传动装置等,有效推动了企业现代化生产进程。
现阶段随着自动化控制技术的发展,电力拖动有了新的应用方向,也对电力拖动系统性能提出更高要求。
关键词:电力拖动;自动化控制;安全保护1 电力拖动系统与自动化的工作路径随着计算机控制系统的发展,电力拖动系统的自动化控制可以依托计算机编程程序来实现其中的主要功能,包括电力拖动的模块化、编程以及逻辑处理等,依托仪器驱动程序,只需要简单的操作就能将便捷程序与电力拖动系统相对接。
同时为了能够完善系统运用路径,在自动化控制中还可以根据企业的生产要求编制不同的自动化控制方案,保障生产目标的实现。
并且为强化自动化控制效果,相关人员也可以探索PLC自动化控制技术应用的新路径,达到增强系统功能的目的。
因此在电力拖动系统的自动化控制中,需要结合电力拖动设备的相关参数、数量等作出综合评价,其中需要考虑的内容如下。
(1)在电动机功率的设定上,为实现自动化控制功能,应选择标准匹配的电动机,并分析电动机在运行期间可能出现的异常情况,包括升温过快、过载能力不足等,这是强化电力拖动系统运行能力的关键。
(2)从现有技术发展情况来看,电力拖动自动化控制系统的电机主要可以分为两种形式,分别为交流电动机与直流电动机两种形式,一般企业出于成本等方面的考虑,可以选择价格低廉的交流异步电动机。
若企业对生产的要求较为特殊,则可以选择具有更理想调速性能的直流电动机等,有助于提高电力拖动装置的性能。
2 电力拖动系统自动控制的设计原理首先,在电力拖动控制系统工作环节中,有关操作主体能够及时获取电动机不同类型信息,并及时加以校验反馈,包括电流反馈等。
需要注意的是,在这部分系统之中,为了更加可靠的完成机械自动化的控制任务,就必须引入电气设备这类核心硬件。
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:UA ,UB ,U C,U a,Ub ,Uc 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:(1-3)2、磁链方程由于绕组的磁链是它本身的自感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和,因此,根据 图1-1可列出三相异步电机的磁链方程(1-4)或者写成:屮=Li (1-5)式中L 是6x6电感矩阵,其中对角线上元素是各绕组的自感,其余元素是各烧组间 的互感。
与电机绕组交链的磁通主要有两类:一类是只与一相绕组交链而不穿过气隙的漏 磁通;另一类是穿过气隙的互感磁通,称为主磁通。
对于各相绕组,它所交链的磁通是主 磁通与漏磁通之和,因此定子各相自感为转子各相自感为:在假设气息磁通为正线分布的条件下,两相绕组间的互感为:(1-12)从以上方程可知,定子绕组和转子绕组之间的互感与转子位置角二 有关,它们是变 参量,这是系统非线性的一个根源。
将方程 (1-8)--(1-12) 带入式(1-4),即可得到磁链 方程。
3 、电磁转矩方程由机电能量转换原理,可得到电磁转矩方程(1-13)从上式可以看出,电磁转矩是定子电流、转子电流及角 二的函数,是一个多变量,非线性且强耦合的函数。
4、运动方程 电机的运动方程为T 「T l (J/P N )(d r /dt) (D/P n ) rLAA 二 LBB二 L cc 二 L mL ss (1-6)Laa二 L bbLccL sr(1-7)AB=LAC=LBC =LBA=L CA…Lm/2 (1-8) Lab二 L ac-L m /2(1-9)Bb二 L cc 二 LaA…L m cos"(1-10)LAbBa Bc二 LcBL aC二-L m cos「120 )(1-11)Ba=L aBL c 厂 L bc …Lm 「240 )(1-14)式中T为负载转矩;J 为转动惯量。
对于恒转矩负载,阻尼系数D=0,则有1.1.2坐标变换及变换矩阵如果将交流电机的物理模型等效地变换成类似直流电机的模式,分析和控制问题就 可以大为简化。
上节中得到的异步电机动态数学模型非常复杂,要分析和求解这些非线 性方程显然是非常困难的,即便是做了一些假设,要画出清晰的结构图也并不容易。
采 用坐标变换的方法可以使变换后的数学模型容易处理一些,有利于异步电机的分析和控 制。
因此,坐标变换是实现矢量控制的关键。
由异步电动机坐标系可以看到,它涉及到 了两种坐标变换式:3s/2s 变换和2s/2r 旋转变换,又称克拉克(Clark )变换和2s/2r 变换 即派克(Park )变换。
通过坐标变换的方法,使得变化后的数学模型得到简化。
1.3/2 变换(Clark 变换)由电机学原理可知,交流电机三相对称的静止绕组A 、B C,通以三相平衡的正弦 电流iA、iB、iC时,产生的合成磁动势是旋转磁动势F ,且以同步转速'1旋转。
两相绕组的轴线分别为〉、:,空间位置相差90:,构成]、‘两相静止坐标系「坐标 轴逆时针超前〉坐标轴90)。
在该两相固定绕组 〉、'中,加时间上相差90:的两相 平衡交流电流 匚、「[时,同样也可以产生与三相定子合成磁动势相同的空间矢量F,且同步角频率为 “。
三相异步电动机的定子三相绕组和与之等效的两相异步电动机定子绕 组〉、',各相磁势矢量的空间位置如图1.2所示。
根据变换前后总磁动势不变和变换前后总功率相等的原则,3s/2s 变换用矩阵可表示 为(1-16)图1.2三相静止到两相静止变换其反变换式如下:根据图1.3的几何关系写成矩阵形式如下(1-18)旋转反变换如下:(1-19)(1-15)1..机模型变 、旋转变换(Park i 变换^ 一丄 ―3|,a-17)因此,经过3s/2s 变换!2 、旋转变换(Park 从图1.3中的两相静止坐标系到!两相旋转坐标廂」M, T 的变换称作Park 变换,简称、亠 .......... 丄亠’一、….-图1-3所示,其中,静止坐标系的两相交、的同步旋转磁动势。
为两相正交的异步电机模型。
2s/2r 变换,其中s 表示静止, 图1.3 -两相静止到两相旋转变换其中二为M-T 坐标和静止〉-:的夹角1.1.3异步电机在两相坐标系下的数学模型上面分析得到了异步电机的动态数学模型,为了矢量控制分析,必须把它转换为M-T旋转坐标系下的数学模型,因此,必须先将三相静止坐标系下的模型转换为 〉--两相静 止坐标系下的模型。
然后,通过旋转变换将异步电机模型转换到 M-T 坐标系中,其结果如下所示。
1、异步电机在两相静止坐标系的数学模型经过3s/2s 变换,就得到了三相异步电机在两相静止坐标系下的数学模型。
⑴电压方程(1-20(2) 磁链方程(1-21)(3) 电磁转矩方程TeP n Lm (is -i^(4) 运动方程T_ T 丄 J 蚁(1-23)在--:坐标系中绕组都落在两根相互垂直的轴上,两组绕组间没有耦合,矩阵中所有元素均为常系数,消除了异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型中的一个非线 性的根源。
1.1.4异步电机在两相同步旋转坐标系的数学模型两相旋转坐标系以同步转速旋转,经过 3s/2r 变换,就得到了异步电机在任意两相同步旋转坐标系上的数学模型: (1)电压方程(1-11表示定子的同步角频率,,s表示转差角频率 磁链方程(1-(4)运动方程_ * J g r(1-27)式(1-24)-(1-27)是矢量控制中重要 ,接下来的基于转子磁场定向的矢量控(1-22)24) 式中: 25) (3)电磁转矩方程eP nLm(ist i rm i sm irt(1-26)制都要依据这些方程式。
1.2异步电机矢量控制矢量控制(vector control)理论,是在20世纪70年代初由美国学者和德国学者各自提出的,以后在实践中经过改进,形成了现在普遍采用的矢量控制方法,矢量控制的 基本思想是:按照旋转磁场等效的原则,通过一系列的坐标变换(矢量变换),把定子电流分解成互相垂直的励磁分量和转矩分量,在交流调速系统中,如果能保持励磁分量不 变,控制转矩分量,就可以像控制直流电机那样控制交流电机了。
它们的诞生使交流变 频调速技术大大的迈进了一步,以后,在实际中许多学者进行了大量的工作,经过不断 的工作,不断的改进,历经30多年的时间,达到了可与直流调速系统相媲美的程度。
1.2.1矢量控制的原理通过前面的分析我们可以发现,异步电机的矢量控制理论【15】【16】,就是以产生同样的 旋转磁动势为准则,在三相坐标系下的定子交流电流iA、唁、ic通过3s/2s 变换,可以等效成两相静止坐标系下的电流 \',再经过同步旋转变换,把电机定子电流分解成 互相垂直的励磁电流iM和转矩电流iT。
当观察着站在铁心上,并与坐标系一起旋转时, 交流电机便等效成了直流电机。
其中,交流电机的转子总磁通,;r 就变成了等效的直流电机的磁通,M 绕组相当于直流电机的励磁绕组,iM相当于励磁电流,T 绕组相当于伪静止 绕组,iT相当于与转矩成正比的电枢电流。
以上这些等效关系可以用 2.4所示的结构图来表示,图中,iA、iB、iC为三相交流输入,r为转速输出。
图1.4感应电机的坐标变换结构图经过图1.4所示的变换后,异步电机等效成了直流电机,因此,可以模仿直流电机 的控制方法来实现对异步电机的控制,先求得直流电机的控制量,再经过相应的坐标反变换,就实现了异步电机的矢量控制。
根据等效控制理论,可以构成 直接控制,’r的矢量控制系统,如图1.5所示。
由同步坐标系下异步电机的磁链方程可得:图1.5矢量控制系统的基本框图从图1.5可以看出,在设计矢量变换控制系统时卜与速信机内部的旋转变换环节相抵2消3 j 2s/:3电流变换与旺亦内部的匚*— C \ -1 :*r 小赤 B — I R — . 我们可 ... -1J丄IHJ・* 二略电流控制变频器中的时 1.2.2 转 1971 年德国F.BIaschke 提出“感应电机磁场定向的控制原理子磁间滞后,换则图亠 场定向矢量控制原理及结构I是人们」首次提出矢量控制的概念,以后在实践中经过不断改进,形成了现在普遍采用的矢量控制系统。
矢量 控制系统也称为磁场定向控制,即选择电机某一旋转磁场方向作为特定的同步旋转坐标 方向。