电力拖动缩印2
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电机与拖动》教材(第1版第2次印刷)勘误表(1) 目录中的P13,3.8 “直流电机的四象限运行与实例分析”改为““直流拖动系统的四象限运行与实例分析”;3.8.1 “直流电机的四象限运行”改为“直流拖动系统的四象限运行”;(2) 目录中的P15, “6.55 三相合成磁势中的高次谐波磁势”改为“6.55 三相绕组所产生的高次谐波合成磁势”;(3) 目录中的P16,7.2.3 “改变转差频率的调速” 中去掉其中的“频”字;(4) 目录中的P19,12.1.2 “两相绕组异步电动机……”改为“两相绕组通电时异步电动机……”;(5) P10, “1.2.3 磁场强度H ”中的H 应改为罗马字体;(6) P27, “图2.3 直流电机结构图”改为“图2.3 直流电机的结构图”;(7) P29第,第3行“(2)线圈基本上是整距线圈。
”改为“(2)直流线圈基本上是整距线圈。
”;(8) P33,“图2.13 单叠绕组的电路图”改为“图2.13 单波绕组的电路图”;(9) P34 ,“图2.14 各种励磁方式下的直流电机接线图(加入接线图示意图,一一对应)”去掉其中的“(加入接线图示意图,一一对应)”;(10) P35,“图2.15 四极直流电机的磁路以及空载时的主磁场示意图”中的“以及”改为“与”;(11) P40,“图2.22 负载时的合成气隙磁场示意图”中的“时“改为“后”;(12) P50,倒数第10行中“造成端部电压下降的原因主要有两个……..,引起感应电势下降。
”改为“他励直流发电机造成端部电压下降的原因主要有两个……..,引起感应电势下降。
”且修改后将上述句子改为黑体;(13) P51,第18行中“各种励磁方式下直流发电机的外特性。
”改为“各种励磁方式下直流发电机的典型外特性。
”;(14) P53,倒数第8行~倒数第5行中“并励(或复励)直流发电机…….不能超过临界电阻值。
”改为黑体;(15) P58,图2.41(a )中,“sc I ”改为“st I ”;图2.41 (b)中的“2sc T 、1sc T 、scN T ”改为“2st T 、1st T 、stN T ”;倒数第2行~倒数第1行中“一般情况下,随着励磁电流(或磁通)的减小,电动机的转速升高,即弱磁升速。
前言根据《中华人民共和国劳动法》的明确规定,国家对规定的职业制定了相应的职业技能标准,实行职业资格证书制度,由经过政府批准的考核鉴定机构负责对劳动者实施职业技能鉴定。
经劳动部与有关行业部门协商,首批确定了50个工种实施国家职业技能鉴定。
职业技能鉴定是提高劳动者素质,增强劳动者就业能力的有效措施,进行考核鉴定,并通过职业资格证书制度予以确认,为企业合理使用劳动者以及劳动者自主择业提供了依据和凭证。
同时,竞争上岗,以贡献定报酬的新型的劳动、分配制度,也必将成为千千万万劳动者努力提高职业技能的动力。
实施职业技能鉴定,教材建设是重要的一环。
为适应职业技能鉴定的迫切需要,推动职业培训教学改革,提高培训质量,统一坚定水平,根据我校实际实习的状况,我校电子部组织有关电子电工科组的相关专业教师编写了这本《电力拖动控制线路实习指导书》。
这本实习指导书以《电力拖动控制线路》教学大纲为基本依据,配合理论课程的教学进度,主要是对电力拖动的基本控制线路进行实习。
本实习指导书主要有三部分组成:第一部分:实习的主要要求;第二部分:实习课题;第三部分:基本电力拖动元器件符号。
编写《电力拖动控制线路实习指导书》有一定的难度,由于编写时间仓促,加上编者的经验缺乏,不足之处在所难免,恳请欢迎各使用单位和个人提出宝贵意见和建议。
主编: 朱莹辉黄钜茂目录(一)实习总体要求 (3)(二)实验课题 (5)课题一: 低压电器的了解 (5)课题二:点动控制电路的安装 (6)课题三: 具有过载保护的接触器自锁控制电路的安装 (8)课题四: 双重联锁的正反转控制电路的安装 (11)课题五: 顺序控制线路的安装 (14)课题六: Y-△降压启动控制电路的安装 (16)课题七:电动机往返控制电路的安装 (18)课题八:CA6140车床线路故障检修 (21)(三)附表:(常用的电器符号) (24)(一)实习总体要求一、目的要求:1、了解常用的低压电器,灵活运用电工工具;2、学会初、中级电拖控制电路的接线方法,进一步掌握电路的工作原理;3、初步了解控制电路的检修方法。
第二章《电力拖动控制线路与技能训练》实训指导书前言电力拖动实训是《电力拖动控制线路与技能训练》课程的教学进程中对学生进行感性认识和基本技能训练的实践性教学环节,是课程的重要组成部分,目的在于通过实训教学,使学生能将感性认识与课堂上学到的理论知识有机地结合起来,进一步巩固和加深对理论知识的理解,增强动手能力,在实训过程中强调实用性和针对性、培养实事求是的工作作风、训练综合运用知识的本领、提高解决实际问题的能力。
在实训的过程中,对学生进行职业素质训导,树立学生的安全与质量意识,进一步培养学生的敬业、务实、奉献、协作和创新精神。
实训措施:通过统一着装、考勤,安全教育和分配任务等形式,仿真职业环境,使学生不断感受现代企业对员工的基本要求,培养敬业精神;通过高强度的电工技能训练,培养学生吃苦耐劳,不畏困难的奉献精神;通过在电气线路连接和调试中严格执行工艺纪律,培养学生的安全与质量意识和严谨细致的务实精神;通过实训项目的分工与合作,培养学生的团结协作精神;通过综合性、设计型的实训项目,培养学生刻苦钻研,勇攀科学高峰的创新精神。
同时通过实训进一步对常用电器的结构、原理、型号、规格加深理解;熟练地掌握一般的继电接触器控制线路的基本环节;熟悉典型电气控制系统的组成。
为从事电气控制系统的安装、运行、调试、维修与管理打下良好的基础。
技能实训对中等职业技术学校的老师和学生都是非常重要的教育环节,是学生成才的关键,老师和学生都必须充分重视并保证质量的完成。
实训要求:1、配合课堂教学内容,验证、巩固、加深理解所学知识。
2、进行实训技能的基本训练,会正确运用低压电器,能对照线路图进行实际接线,正确完成各项控制功能。
3、对实验与实训中所需的仪器设备及元器件型号、规格、数量进行检查,初步判定是否损坏。
4、线路装接应遵循“先主后控,先串后并;从上到下,从左到右;上进下出,左进右出。
”的原则进行接线。
按规定的接线图进行接线,接线点应牢固,不能松动。
第一部分常见电压电气元件主要内容:1、低压电器的定义2、低压电器分类3、低压电器元件的结构、符号、型号及作用4、电磁式电器的工作原理5、低压电器元件的选择及使用注意事项要求:1、能掌握常见元件的使用及选型2、能根据元件铭牌或说明正确使用新型元件3、能看懂电路图中各元件符号意义。
4、能处理元件故障第二部分基本电力拖动控制线路主要内容:1、电力拖动控制线路图的基本绘制原则2、具有过载保护的自锁控制线路3、双重联锁正反转控制线路4、位置控制5、自动往返控制6、顺序启动,逆序停止控制电路7、异地控制8、Y—Δ降压启动控制线路9、能耗制动控制线路10、双速电动机控制线路要求:1、能掌握绘制电气图的基本原则2、能掌握上述电路的工作原理3、能独立处理电气故障4、能完成较复杂电路的原理分析5、能完成较复杂控制要求的电路设计。
第三部分电气原理图识图训练一、识图的基本方法1.结合电工、电子等相关基础知识看图无论看电力系统图,还是看电子电路图,都需要具备一定的电工、电子技术的基础理论知识,只有掌握了和电气图有关的基本理论知识才能更好、更准确的识读电路图。
如三相笼型异步电动机的正、反转控制,就是基于电动机的旋转方向是由三相电源的相序来决定的原理,用倒顺开关或交流接触器进行换相,从而改变电动机的旋转方向的。
又如单相整流电路,是基于二极管的单向导电性的特点,将正弦交流电变换为脉动直流电的。
2.结合电路元器件的结构和工作原理看图无论何种电气图,都是由各种电力电子元器件组成的,因此要看懂电路图,首先要了解、掌握图中各种电气元器件的结构和工作原理,只有这样才能正确的理解电路图的工作原理,如在高压供电电路中常用高压隔离开关、断路器、熔断器、电压互感器、避雷器等;在低压电路中常用各种继电器、接触器和控制开关等;在电子电路中常用到各种二极管、晶体管、电容器、晶闸管以及各种集成电路等。
因此,了解这些元器件的性能、结构、工作原理、相互控制关系以及在整个电路中的地位和作用是至关重要的,否则很难看懂电路图。
函授站:能源与环境学院课程名称:电力拖动与控制使用专业、年级:机械11 任课教师:考试方式:一、填空题(每空1分,共25分)1.某起重机的提升机构,所吊重物的重力为3400N,以0.42 m/s 的速度等速上升,此时电动机的转速为975r/min。
忽略传动损耗,那么折算到电动机轴上的负载转矩为N.m,折算到电动机轴上的重物的飞轮力矩为N.m2。
2.一台Z2型他励直流电动机的铭牌数据为:P N=4kW,U N=220V,I N=22.7A,n N=1500r/min。
已知铜损占总损耗的1/2。
则电枢电阻R a= Ω,电势系数C eΦN= V/( r/min),转矩系数C eΦN= N.m/A,理想空载转速n0= r/min,额定转矩T N=N.m。
3.他励直流电动机的调速方法有改变电压、改变电阻和改变磁通等方法。
4.他励直流电动机降低电枢端电压调速可以实现恒转矩调速;而在弱磁调速时可以实现恒功率调速。
5.电力拖动系统由电动机及其供电电源、传动机构、执行机构和电气控制装置等部分组成。
6.三相异步电动机的电磁转矩与异步电动机的转矩常数和电源电压的平方的乘积成正比。
异步电机接电源时,s=1时地电磁转矩称为起动转矩,当电动机各参数及电源频率不变时,它与电源电压的平方的平方成正比。
7.异步电动机的能耗制动过程中,改变定子绕组中直流电流和定子绕组串电阻的大小均可调节制动转矩的数值。
8.三相笼型异步电动机减压起动的方法有:定子绕组串电阻减压起动、星--三角减压起动、延边三角形减压起动等。
二、简答题(共35分)1.他励直流电动机的制动方法有哪几种?画出各自对应的人为机械特性图,并简述其特点。
(11分)答:他励直流电动机常用的的电气制动方法有:能耗制动、反接制动和发电回馈制动。
电枢回路串接电阻R pa时的人为特性人为机械特性方程为改变电源电压时的人为机械特性人为机械特性方程为改变磁通时的人为机械特性人为机械特性方程式为2.试列举出三种以上异步电动机的调速方法,简述其调速原理和特点。
1.交流调速系统按转差功率的处理方式可分为三种类型 (1)转差功率消耗型 (2)转差功率不变型 (3)转差功率馈送型2.双馈调速的概念所谓“双馈”,就是指把绕线转子异步电机的定子绕组与交流电网连接,转子绕组与其他含电动势的电路相连接,使它们可以进行电功率的相互传递。
定子功率和转差功率可以分别向定子和转子馈入,也可以从定子或转子输出(视电机的工况而定),故称作双馈电机。
可认为是在转子绕组回路中附加一个交流电动势。
3基本原理:(e r T I ∝)异步电机运行时其转子相电动势为式中 s — 异步电机的转差率; r0E — 绕线转子异步电机在转子不动时的相电动势,或称转子开路电动势,也就是转子额定相电压值转子相电流的表达式为式中 R r —时的转子绕组每相漏抗。
附加电动势与转子电动势有相同的频率,可同相或反相串接。
r I =1)E add 与 E r 同相 当 E add ↑ 转速上升 2)当E add ↓ 转速下降 同理,反相时若减小串入的反相附加电动势,则可使电动机的转速升高,反之转速降低。
4.异步电机双馈调速的五种工况 (11n ns n -=) 由于转子电动势与电流的频率随转速变化,即 f 2 = s f 1 ,因此必须通过功率变换单元(Power Converter Unit —CU )对不同频率的电功率进行电能变换。
P m —从电机定子传入转子(或由转子传出给定子)的电磁功率; sP m —输入或输出转子电路的功率,即转差功率;(1-s )P m —电机轴上输出或输入的功率。
1)电机在次同步转速下作电动运行 条件:转子侧每相加上与 E r0 同相或反向的附加电动势E add ,并把转子三相回路连通 电动运行 定子侧输入功率,轴上输出机械功率 0 < s < 1 m P 0> m sP 0> m (1s)P 0->r r sE E =r I =1r0add s E E +↑r I →↑e T →↑()n s →↑↓'add0r 2add 0r 1E E s E E s +=+21s s >1r0add s E E +↓r I →↓e T →↓()n s →↓↑'add0r 2add 0r 1E E s E E s +=+12s s <m m m )1(P s sP P -+=2)电机在反转时作倒拉制动运行 条件:轴上带有位能性恒转矩负载(这是进入倒拉制动运行的必要条件),转子回路叠加反向的 E add 。
1.常用的可控直流电源有静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器
2.调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率
3.反馈控制系统的作用是:抵抗扰动,服从给定4.当电流连续时,改变控制角,V—M系统可以得到一组平行的机械特性曲线。
5.常见的调速系统中,在基速以下按恒转矩调速方式,在基速以上按恒功率调速方式
6.自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性
能指标
VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。
电流截止负反馈的作用是限流
.负反馈的作用是抵制扰动
V-M系统中,由于电流波形的脉动,可能出现电流波形连续和断续两种情况。
当电感量较小或负载较轻时,就容易造成电流波形断续的情况。
采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统,如果两组装置的整流电压同时出现,便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流,称作环流。
14.静态环流可以分为直流平均环流和瞬时脉动
环流
15.自动控制系统的动态性能指标包括对给定输
入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰
性能指标。
16.PWM变换器可以通过调节电力电子开关来调节输出电压。
20.转速单闭环直流控制系统可以通过引入电流
环控制以提高系统动态性能。
21.转速电流双闭环调速系统在启动过程中,转
速调节器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三种
情况。
25.比例积分控制综合了比例控制和积分控制两
种规律的优点,比例部分能迅速响应控制作用。
28.电流调节器可以对电网电压的波动起及时抗
扰的作用。
30 V-M系统中,由于电流波形的脉动,可能出现
电流波形连续和断续两种情况。
当电感量较小或
负载较轻时,就容易造成电流波形断续的情况。
31、双闭环直流调速系统起动过程的特点是饱和
非线性、准时间最优以及退饱和超调。
32、双闭环直流调速系统在外环设计成Ⅱ型时,
由于系统的饱和非线性作用,使其抗扰性与跟随
性一致。
33、异步电动机变压调速系统转差功率损耗与系
统的调速范围和负载性质有密切关系,相对来说
风机泵类负载比较适合采用变压调速。
34、采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统,如
果两组装置的整流电压同时出现,便会产生不流
过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流,
称作环流。
35、逻辑无环流可逆系统的逻辑控制装置需要设
置两个延时电路,分别是封锁延时和开放延
时。
36、对于调速系统的转速控制要求有调速、稳
速、加减速三个方面。
37、PWM变换器中,由于直流电源靠二极管整流器
供电,不可能回馈电能,电机制动时只好对滤波
电容充电,这将使电容两端电压升高,称作泵升
电压。
38、根据直流电动机转速方程,可以看出有改变
电枢电阻、变电压以及减弱励磁三种方法可以调
节直流电动机的转速。
39、异步电动机串级调速时所能产生的最大转矩
比正常接线时减少了17.3%。
41、两组晶闸管反并联的可逆V-M系统,采用α=
β配合控制,可以消除直流平均环流,但是瞬时
脉动环流是自然存在的,可以通过串接环流电抗
器抑制瞬时脉动环流。
从结构上看,静止式变频装置分间接变频装置和
直接变频装置。
异步电动机变压调速系统属于转差功率消耗型的
调速系统,转差功率损耗以及系统的调速范围和
负载性质有密切关系,相对来说风机泵类负载比
较适合采用变压调速。
46三相异步电动机的数学模型包括:电压方程、
磁链方程、转矩方程和运动方程。
47伺服系统的功能是输出快速而准确地复现给定
信号。
伺服系统由伺服电动机、功率驱动器、控
制器和传感器四大部分组成。
48同步电动机转子旋转速度就是旋转磁场同步的
转速,转差恒等于同步速。
同步电动机变压变频
调速系统属于转差功率不变型的调速系统。
49 对于异步电动机变压变频调速,在基频以下希
望维持气隙磁通不变,需按比例同时控制电压和
频率,基频以上,由于电压无法升高迫使磁通减
弱。
50异步电动机的数学模型是一个高阶、非线性、
强耦合的多变量系统。
静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率越小
控制系统能够正常运行的首要条件是稳定性
双闭环直流调速系统的起动过程中不包括电流下降阶段
下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是饱和线性控制
逻辑无环流系统中,逻辑控制器的英文缩写是DLC
在自然环流可逆调速系统正向制动过程中:本组逆变阶段,本组整流装置逆变,它组待整流。
下列交流异步电动机的调速方法中,应用最广的是变压变频调速
下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是低阶
调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准最低速
转速、电流反馈控制的直流调速系统中,转速环按典型Ⅱ型系统设计,关于系统性能叙述正确的是抗扰能力较强,稳态无静差
下面关于绕线式三相异步电动机串级调速时电动机的机械特性特点叙述中,错误的是调速时机械特性硬度基本不变,且与固有特性硬度相同
下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中,错误的是反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动
下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是线性
正弦波脉宽调制的英文缩写是SPWM
采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于无静差调速系统
.异步电动机数学模型的组成不包括外部扰动
直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时,ACR抑制电网电压波动,ASR静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率越小
控制系统能够正常运行的首要条件是稳定性
双闭环直流调速系统的起动过程中不包括电流下降阶段
下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是饱和线性控制
逻辑无环流系统中,逻辑控制器的英文缩写是DLC
在自然环流可逆调速系统正向制动过程中:本组逆变阶段,本组整流装置逆变,它组待整流。
下列交流异步电动机的调速方法中,应用最广的是变压变频调速
下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是低阶
调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准最低速
转速、电流反馈控制的直流调速系统中,转速环按典型Ⅱ型系统设计,关于系统性能叙述正确的是抗扰能力较强,稳态无静差
下面关于绕线式三相异步电动机串级调速时电动机的机械特性特点叙述中,错误的是调速时机械特性硬度基本不变,且与固有特性硬度相同
下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中,错误的是反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动
下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是线性
正弦波脉宽调制的英文缩写是SPWM
采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于无静差调速系统
.异步电动机数学模型的组成不包括外部扰动
直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时,ACR抑制电网电压波动,ASR抑制转矩波动。
双闭环调速系统中,在恒流升速阶段时,两个调节器的状态是ASR饱和、ACR不饱和。
在速度负反馈单闭环调速系统中,当下列转速反馈系数参数变化时系统无调节能力。
使用PI调节器构成的无静差调速系统的调节器中I 部份的作用是消除稳态误差
转速、电流双闭环调速系统中,转速环按典型Ⅰ型系统设计,关于性能叙述正确的是抗扰能力稍差但超调小
如果理想空载转速相同,转速反馈控制直流调速系统静差率与开环系统静差率之比为1/(1+K)。
转速调节器采用比例调节器的单闭环直流调速系统,如果转速的反馈值与给定值相等,则调节器的输出为零
下面位置检测装置,精度最高的是感应同步器。