3电路控制分析解析

第三章典型设备电气控制电路分析第一节电气控制电路分析基础第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析第三节T68型卧式镗床电气控制电路分析第四节X62W型卧式铣床电气控制电路分析第五节交流桥式起重机电气控制电路分析第一节电气控制电路分析基础一、电气控制分析的依据依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。

二、电气控制分析的内容设备说明书电气控制原理图电气设备的总装接线图电器元件布置图与接线图三、电气原理图的阅读分析方法先机后电先主后辅化整为零集零为整、统观全局总结特点四、分析举例C650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm ，长度可达3000mm 。

其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。

（一）卧式车床的主要结构和运动情况以C650普通卧式车床为例图3-1 普通车床的结构示意图1-进给箱2-挂轮箱3-主轴变速箱4-溜板与刀架5-溜板箱6-尾架7-光杆8-丝杆9-床身（二）C650车床对电气控制的要求1．主轴电动机M12．冷却泵电动机M23．快速移动电动机M34．电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。

从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：（三）C650车床的电气控制电路分析1．主电路分析2．控制电路分析1）主电动机的点动调整控制2）主电动机的正反转控制3）主电动机的反接制动控制4）刀架的快速移动和冷却泵控制5)辅助电路6）完善的联锁与保护3．电路特点1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。

2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，正、反向停车时均具有反接制动控制。

3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。

4）具有完善的保护与联锁。

第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析一、机床结构与运动形式摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成。

电力电子系统仿真报告题目三电平H桥级联型逆变器专业班级学生指导教师2016年3月10日三电平H桥级联型逆变器一、摘要级联型多电平变频器输出电压谐波含量小，易于实现模块化，适用于高压大功率场合。

本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究。

级联个数不同，对控制方法也有不同的要求。

提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法，三电平桥臂内采用反相层叠载波调制，级联单元间及桥臂间均采用载波移相调制。

本文根据级联个数的奇偶性，在级联单元间分别采用不同的载波移相控制方法，并通过PSIM软件仿真验证了这种采取不同控制方法的正确性，同时也对输出电压的谐波进行了分析。

二、选择PSIM仿真软件PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用软件。

PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。

它具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。

PSIM还提供了一个强有力的对功率电子学、模拟及数字控制、磁以及电机驱动系统进行研究的仿真环境，需要用户确定的参数极少，仿真速度快，界面友好。

与基于SPICE的仿真软件不同，PSIM并不是为一般的电子电路仿真而设计的，而是针对性很强的一种仿真软件。

与SPICE相比，它具有更快的仿真速度和更强的收敛性。

PSIM几乎不会出现仿真不收敛的情况。

根据其用户界面直观、易于使用，用PSIM直观、简单的操作界面可迅速搭建电路图，PSIM相比其它仿真软件的最重要的特点是仿真速度快，可仿真任意大小的电力变换电路和控制回路等这些特点。

根据本文的要求以及仿真软件的特点，要想达到预期的仿真效果，我就选择用PSIM进行仿真来实现其仿真结果。

三、选择所需的仿真步长我们知道仿真时的时间概念与真实的时间并不一样，它只是计算机在仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为0.1，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。

3电路的基本分析方法电路的基本分析方法是指对电路进行分析和计算，以求得电路的电流、电压、功率等关键参数的方法。

在电路分析中，有几种基本的方法和原理，包括基尔霍夫定律、戴维南定理、网孔分析法和节点分析法等。

下面将详细介绍这三种基本的电路分析方法。

1.基尔霍夫定律：基尔霍夫定律是电路理论中最重要的定律之一，它包括两个部分：基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。

-基尔霍夫第一定律（电流守恒定律）：在任何一个电路中，流入其中一节点的电流等于流出该节点的电流的代数和。

这个定律表示了电流的守恒。

-基尔霍夫第二定律（电压环路定律）：在一个闭合电路中，沿着闭合回路的所有电压之和等于零。

这个定律表示了能量的守恒。

基尔霍夫定律可以用来建立并解析复杂的电路方程。

通过设定一系列的节点和回路，应用基尔霍夫定律可以得到电路中各个元件上的电压和电流的关系式，从而解析出电路的各项参数。

2.戴维南定理：戴维南定理是电路中基本的定理之一，它用于求解复杂电路中任意两点之间的电流、电压或者功率。

该定理指出，任意两个电路端点之间的电压，等于这两个端点之间的电压源的代数和与这两个端点上的电流源的代数和的商。

戴维南定理可用来简化复杂电路的分析。

通过应用这个定理，可以将复杂的电路分解为若干更简单的子电路，从而提高电路分析的效率。

3.网孔分析法和节点分析法：网孔分析法和节点分析法是两种常用的简化电路分析的方法。

-网孔分析法（又称为封闭回路法）：这种分析方法是基于基尔霍夫第二定律，通过将电路分解为一系列的网孔（或称为网格），应用基尔霍夫第二定律建立并解析电路方程。

通过设置网孔电流，可以得到电路中各个元件的电流和电压。

-节点分析法：节点分析法是基于基尔霍夫第一定律，通过将电路分解为一系列的节点，应用基尔霍夫第一定律建立并解析电路方程。

通过设置节点电压，可以得到电路中各个元件的电流和电压。

网孔分析法和节点分析法通常是结合使用的。

通过选择适当的节点和网孔，应用基尔霍夫定律可以得到电路中各个元件的电流和电压的等式，从而解析出电路的各项参数。

湘潭大学课程设计报告书题目：三相桥式PWM逆变电路设计学院信息工程学院专业自动化学生同组成员指导教师课程编号课程学分起始日期目录一、课题背景 (1)二、三相桥式SPWM逆变器的设计内容及要求 (2)三、SPWM逆变器的工作原理 (3)1.工作原理 (4)2.控制方式 (5)3.正弦脉宽调制的算法 (8)四、MATLAB仿真分析 (17)五、电路设计 (11)1.主电路设计 (11)2.控制电路设计 (12)3.保护电路设计 (14)4.驱动电路设计 (15)六、实验总结 (21)附录 (22)参考文献 (23)三相桥式SPWM逆变电路设计一、课题背景随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。

对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。

因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。

在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术。

该调制方法的最大缺点是它的6个功率管都工作在较高频率(载波频率)，从而产生了较大的开关损耗，开关频率越高，损耗越大。

本实验针对正弦波输出变压变频电源SPWM 调制方式及数字化控制策略进行了研究，以SG3525为主控芯片，以期得到一种较理想的调制方法，实现逆变电源变压、变频输出。

正弦逆变电源作为一种可将直流电能有效地转换为交流电能的电能变换装置被广泛地应用于国民经济生产生活中 ,其中有:针对计算机等重要负载进行断电保护的交流不间断电源 UPS (Uninterruptle Power Supply) ;针对交流异步电动机变频调速控制的变频调速器;针对智能楼宇消防与安防的应急电源 EPS ( Emergence Power Supply) ;针对船舶工业用电的岸电电源 SPS(Shore Power Supply) ;还有针对风力发电、太阳能发电等而开发的特种逆变电源等等.随着控制理论的发展与电力电子器件的不断革新 ,特别是以绝缘栅极双极型晶体管 IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor)为代表的自关断可控型功率半导体器件出现 ,大大简化了正弦逆变电源的换相问题 ,为各种 PWM 型逆变控制技术的实现提供了新的实现方法 ,从而进一步简化了正弦逆变系统的结构与控制. 电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。

实验三三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一．实验目的1．熟悉MCL-31A, MCL-33组件。

2．熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。

3．了解集成触发器的调整方法及各点波形。

二．实验内容1．三相桥式全控整流电路2．三相桥式有源逆变电路3．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。

三．实验线路及原理实验线路如图4－9所示。

主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。

触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。

三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。

四．实验所需挂件及附件五．实验方法1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）打开MCL-31A电源开关，给定电压有电压显示。

（2）用示波器观察MCL-33的脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。

（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。

（4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。

注：将面板上的Ublf（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1~VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。

（5）将给定器输出Ug接至MCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使α=150o。

2．三相桥式全控整流电路按图4－9接线，S拨向左边短接线端，将Rd调至最大(450Ω)。

合上主电源，调节Uct，使α在30o~90o范围内，用示波器观察记录α=30O、60O、90O 时，整流电压u d=f（t），晶闸管两端电压u VT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。

3．三相桥式有源逆变电路断开电源开关后，将S拨向右边的不控整流桥，调节Uct，使α仍为150O左右。

合上主电源，调节Uct，观察α=90O、120O、150O时, 电路中u d、u VT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。

实验三三相桥式全控整流电路三相桥式整流电路是在工业生产中应用最为广泛的电力电子电路之一，它可以工作在整流状态，也可以工作在逆变状态。

还可以多台设备组合，构成一个负载的直流或交流电力转动系统。

它的移相范围要求比较大，一般用垂直移相电路进行触发。

一、实验目的1.熟悉掌握三相桥式整流电路的工作原理和调试方法。

2.掌握三相桥式整流电路输入电压、输出电压、控制角之间的函数关系。

二、实验仪器TDR-2三相整流电路学习机、示波器、万用表。

三、实验原理实验主电路如图3所示。

由6个晶闸管组成三相桥式全控电路的主电路。

每个晶闸管的触发脉冲来自由专用集成电路KJ004、KJ041构成的控制电路。

有关集成电路的技术指标和引脚排列见附录。

通过对控制电压UK的调节，可以使输出直流电压和电流改变，输入电压、输出电压和控制角之间有严格的函数关系。

A1冲J1接通J1断开图3四、实验步骤1.将实验装置的输入端A1、B1、C1接三相380V电源，注意相序正确；负载端接一滑线电阻器。

通过控制按钮使主电路接触器J1为断开状态，此时D31为暗状态。

调试移相触发电路，步骤如下：（1）接通J1，用示波器观测输出电压的波形。

（2）调节U P使输出电压在控制角大于120度的范围。

（3）分别调试电位器R6、R16、R26，使输出电压的波形各脉波尽量对称。

2.整流电路接纯电阻负载时的实验（1）整流电路的输出端接一个滑线电阻器，阻值放在最大位置。

按K4，D31亮，接触器J1闭合，主电路接通，调节U K使输出电压Ud为最大，再调节滑线电阻器使输出电流为1A。

（2）用示波器观察不同控制角时负载电压和电流的波形。

（3）测量不同控制角下输入电压、输出电压的数值，填入下表：五、思考题1.用多个三相桥式整流电路可以组成哪些电力传动系统？2.为什么三相桥式电路一般要求触发脉冲的调节范围比较大？六、实验报告要求1.画出控制角为60度时整流输出电压和电流的波形，晶闸管两端电压的波形。

专项三电路设计与故障分析（解析版）考点一：电路设计一、2021年真题1．（2021·广东深圳市）教室有CO2通风机M，手动闭合S1，CO2达到定值闭合S2。

只有S1闭合，CO2达到定值电动机才工作，下列图中，哪个电路图是正确的（）。

A． B． C． D．【答案】D。

【解析】A．图中两开关并联后与通风机M串联。

只要其中一个开关闭合，通风机M就可以工作，故A错误；B．图中开关S1、通风机M串联后开关S2并联。

S1闭合，通风机M就可以工作，S2闭合，通风机M被短路，故B错误；C．图中开关S1、通风机M、开关S2并联。

只要其中一个开关闭合，通风机M被短路，故C错误；D．图中开关S1、通风机M、开关S2串联。

两开关同时闭合，通风机M才可以工作，故D正确。

故选D。

2．（2021·吉林中考真题）某兴趣小组设计了酒精浓度检测仪的模拟电路，如图所示的电路图中，电源电压保持不变，0R是定值电阻，R是气敏电阻，它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，能实现酒精气体浓度越大，电压表示数越大的电路图是（）。

A．B．C．D．【答案】B。

【解析】要实现酒精气体浓度越大，电压表示数越大，因为串联分压，所以需要两电阻串联，R 是气敏电阻，它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，根据串联分压规律，酒精气体浓度越大气敏电阻分压越小，电压表示数越大，所以电压表和R 0并联，故ACD 不符合题意，B 符合题意。

故选B 。

3．（2021·内蒙古通辽市）小强把台灯的插头插在插座上，插座上有一个开关1S 和一个指示灯1L ，台灯开关和灯泡分别用2S 、2L 表示，当只闭合2S 时，台灯不发光，当只闭合1S 时，指示灯发光，再闭合2S 时，台灯发光。

下列设计的电路符合要求的是（ ）。

A ．B ．C ．D ．【答案】D 。

【解析】A ．图中指示灯、台灯、两开关串联，只有两开关同时闭合，指示灯、台灯才能亮，故A 不符合题意；B ．图中指示灯、台灯并联，开关S 1控制指示灯，开关S 2控制台灯，开关S 1闭合指示灯亮，开关S 2闭合台灯亮，故B 不符合题意；C ．图中S 2与台灯串联后与开关S 1并联，再与指示灯串联，开关S 1闭合台灯被短路，故C 不符合题意；D ．图中S 2与台灯串联后与指示灯并联，再与开关S 1串联，当只闭合2S 时，台灯不发光，当只闭合1S 时，指示灯发光，再闭合2S 时，台灯发光，古D 符合题意。