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前言双闭环直流调速系统是目前直流调速系统中的主流设备，具有调速范围宽、平稳性好、稳速精度高等优点。
在理论和实践方面都是比较成熟的系统，在电力拖动领域中发挥着及其重要的作用。
由于直流电机双闭环调速是各种电机调速系统的基础，本人就直流电机调速进行了比较系统的研究，从直流电机的基本特性到单闭环调速系统，再进行双闭环直流电机设计方案的研究，用实际系统进行工程设计，并用所学的MATLAB进行仿真，分析了双闭环调速系统的工程设计方法中由于忽略和简化造成的误差。
在双闭环直流调速系统中，转速和电流调节器的结构选择与参数设计需从动态校正的需要来解决，设计每个调节器是，都必须先求该闭环的原始系统开环对数频率特性，再根据性能指标确定校正后系统的预期特性，对于经常正反转运动的系统，尽量缩短启、制动过程的时间是提高生产率的重要因素。
为此，在电机最大允许电流和转矩受到限制的条件下，应该充分利用电机的过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流为允许的最大值，是电力拖动系统以最大的加速度启动，到达稳定转速时，立即让电流降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而装入稳态运行。
转速、电流双闭环直流调速系统是一种应用广泛，经济，适用的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强优点。
反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。
但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环系统中，只有电流截至负反馈环节是专门用来控制电流的。
但它只是在超过临界电流值以后，强烈的负反馈作用限制电流得冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。
在实际工作中,我们希望在电机最大电流受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流、转矩为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。
电力拖动系统在轮船工程中的应用案例电力拖动系统（Electric Propulsion System，EPS）是一种在船舶工程中广泛应用的先进技术。
它采用电能作为动力源，通过电机驱动推进器产生推力，从而实现船舶的推动。
电力拖动系统具有高效、环保、灵活等优点，被广泛应用于各类船舶，特别是大型远洋船舶。
接下来，本文将以一些典型案例来探讨电力拖动系统在轮船工程中的应用。
案例一：某远洋货船电力拖动系统某公司定制建造了一艘远洋货船，采用了电力拖动系统。
该系统主要由柴油发电机组、电动机、涡桨推进器等组成。
通过控制电动机驱动涡桨推进器的转速，实现船舶的前进和停止。
相比传统的汽轮机推进系统，该电力拖动系统具有以下优势：首先，电力拖动系统的效率更高。
涡桨推进器的转速可以精确控制，根据实际需求灵活调整。
这使得船舶在航行时可以根据不同负载状况实时调整转速，从而达到最佳工作状态，提高能效。
其次，电力拖动系统更环保。
柴油发电机组可以使用低硫燃油，减少废气排放。
此外，电动机没有机械传动装置，工作过程中无需润滑油，减少了排放污染。
最后，电力拖动系统具有更好的船舶控制性能。
通过精确控制电动机转速和方向，船舶的操作更加灵活敏捷。
特别是在紧急情况下，可以迅速启动或停止电动机，提高船舶的安全性。
案例二：某豪华客轮电力拖动系统某豪华客轮采用了电力拖动系统，实现了出色的航行性能和舒适的乘坐体验。
该系统包括燃气轮机、发电机、电动机、船螺旋桨等设备。
与传统的轴线推进系统相比，电力拖动系统在豪华客轮中具有显著优势：首先，电力拖动系统使得豪华客轮的舒适度更高。
电动机的启停没有明显的冲击感，减少了船舶颠簸和噪音，给乘客提供更加舒适的乘坐体验。
此外，电力拖动系统的可靠性高，减少了航行中的故障和时间延误。
其次，电力拖动系统在船舶操纵性能方面表现出色。
电动机精准的转速控制，使得船舶在曲线行驶和靠港时更加稳定。
此外，电力拖动系统还具备良好的低速性能，适应了豪华客轮对于低速航行的需求，进一步提高了船舶的操纵性。
《电力拖动》课程理实一体化教学案例【项目名称】三相异步电动机正反转控制线路识读与安装【项目地位】三相异步电动机基本控制线路的安装与维修是维修电工必须掌握的重要技能，国家劳动和社会保障部将其安装、检修等知识列为维修电工（中级）等级考核中必考内容，也是本专业电工考核培训的重点内容。
【项目设计思路】三相异步电动机控制线路在初装时，以三相异步电动机基本控制线路的逐步改进为主线。
该项目实施流程如图1所示。
点动自动.自锁正转反转a正、反安全a接触器联锁操作A双重联锁里冬►最终控制改进控制改进转控制改进正反转控制改进正反转控制改进线路图1 “三相异步电动机正反转控制线路”改进流程【项目实施过程】任务1三相异步电动机点动控制线路识读与安装点动控制是完成三相异步电动机控制线路总图的基础和核心。
应对照原理图画出实际接线图，完成总体布线设计，如图2所示。
（注：本任务提出的三相异步电动机的点动控制线路不含热继电器。
）控制电路接线参考图主电路接线参考图图2 点动控制线路为了便于后续线路改进学习，三相异步电动机的点动控制线路首先建立主电路与控制电路的概念，安装中先主电路，后控制电路；其次设计好整个线路的布线方式，注意主控电路采用两色线及布线安全、省材、美观；再次在线路完成后的通电操作中，要求学生细心观察通电现象，理解点动的概念，即“按则动，不按则不动整个过程教师分步布置任务，学生逐步边做边学，初步掌握点动控制线路原理知识及形成规范的线路安装技能。
然后引导学生思考该电路的缺陷，即点动控制的最大问题是不能实现自动控制。
为此，需对该控制线路进行改进来实现非人工控制，引出下一个改进任务。
任务2三相异步电动机自锁正转控制线路识读与安装提出任务对点动控制线路进行自动控制改进。
通过在点动控制按钮SB2两端并联交流接触器常开辅助触头即可实现电动机连续正转自动控制，如图3所示。
通过理论分析与改进实践操作，学生理解自锁含义深刻。
图3连续正转自锁改进图4 正反转改进任务3三相异步电动机正反转控制线路识读与安装任意对调2跟电机的电源线，就可实现电动机的反转。
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电力拖动系统实例
篇一：电力拖动——电路设计
1
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篇二：电机拖动计算实例
电机拖动计算实例
一、机组起动过程中电机水泵的配合
图1—1为电动机与水泵起动过程力矩配合曲线，M机为电机转矩，M阻为机组的阻力矩，包含水泵水力矩M泵、轴承和填料密封等产生摩擦力矩M阻及机组损耗力矩M损等。
从图中可看到，机组起动过程中必须满足以下条件：
● 电动机起动转矩M1大于机组起动瞬间阻力矩M阻；
● 起动过程中， M机大于M阻，即M机曲线应在M阻曲线之上；● 电动机的临界转矩和牵入力矩都须大于机组的阻力矩，即使M机曲线和
M阻曲线的交点A在牵入同步以后，若M′阻曲线与M机曲线交于A′，当转速
达到临界转差sk时，阻力矩大于最大力矩Mk，电动机无法完成起动。
图1—1 电动机与水泵起动过程力矩配合曲线
故电机拖动计算须计算电机的起动转矩、额定转矩、最大转矩、牵入转矩和对应点的机组阻力矩。
以下对同异步机组进行计算：
二、电机起动过程中各转矩
查《异步电机的型式试验报告》的试验数据，异步电机的起动转矩为137334Nm，额定转矩为192230Nm，过载能力（最大转矩/额定转矩）为2.45，则最大转矩
为2.45(来自:WWw. : 电力拖动系统实例 )倍额定转矩为470963 Nm。
牵入转矩通过以下计算：
牵入转矩与起动转矩、最大转矩及临界转差率有以下关系
式2-1 式2-2
由式2-1求得异步电机临界转差率Sk为0.14904。
由式2-2得
( 0 . 05+ 20 s由式2-3得牵入转矩为284030Nm。
M
2
=
(1+sk)M
2
1
2 k
) 式2-3
查《同步电动机技术参数（设计值）》的试验数据（无型式试验报告），同步
电机的起动转矩为146084Nm，额定转矩为191000Nm，标称牵入转矩为
215934Nm。
通过查《同步电动机的启动特性曲线（设计值）》其过载能力（最
大转矩/额定转矩）为1.65，则最大转矩为1.65倍额定转矩为315050 Nm。
同样由式2-1求得同步电机临界转差率Sk为0.24483。
三、机组起动过程阻力矩计算
水泵机组起动过程中的阻力矩M阻，包含水泵水力矩M泵、轴承和填料密封等
产生摩擦力矩M阻及机组损耗力矩M损等。
以下计算
1、
水泵水力矩M泵
水泵起动时的水力矩M泵的计算较复杂，目前尚无精确理论计算公式，其近似
计算可用下式：
（kgf·m）
式中
n0——额定转速，同步电机为250 r/min ，异步电机为n0=248r/min； N0——同、异步电动机的额定功率，均为5000kW； n——机组起动过程中的转速，系
随时间而变的函数。
那么，
M泵
?n??5000?2
m） =974 ? ??9.8=3.13n（N·
?248??248?
2
由上式可知，水泵水力矩M泵是与转速的平方成正比的抛物线。
起动瞬间，转
速为0，同步、异步机组水泵水力矩均为0；在临界转差的转速时，同步机组水泵水力矩为111561.36N·m，异步机组水泵水力矩为139414.13N·m；达到95%
额定转速时，同步机组水泵水力矩为176551.56N·m，异步机组水泵水力矩为173738.04N·m。
2、摩擦力矩M摩
水泵机组从静止状态起动的瞬间，由于轴承和填料具有较大的摩擦阻力。
因此，在起动的瞬间，摩擦力矩具有其最大值，一般为设计工况下转矩的5%~20%。
机
组起动后，随着转速的增加，轴承和填料的摩擦阻力迅速变小，当转速增加到
额定转速的10%~20%时，摩擦阻力接近于零。
对立式泵摩擦阻力矩M摩可用下
式表示：
起动瞬间
（N·m）
起动过程
式中：
（N·m）
W——机组转动部件重力，同步机组为402365.5N，异步机组为409029.46N，具体计算见附件；
R——电动机转子半径，同步机为1.212m, 异步机为1.2218m；μ——轴承摩
擦系数0.10~0.20，暂取最大值0.20； s——转差率，随转速而变，即s=
（n0-n）/n0；
n0——额定转速，同步电机为250 r/min ，异步电机为n0=248r/min； n——
机组起动过程中的转速r/min。
则，起动瞬间，同步机组的摩擦阻力矩为97553.39N·m，异步机组的摩擦阻力
矩为99950.4N·m，在临界转差的转速时，同步机组摩擦阻力矩为5846.32N·m，异步机组摩擦阻力矩为2219.00N·m；达到95%额定转速时，同步机组摩擦阻力矩
为243.83N·m，异步机组摩擦阻力矩为249.88N·m。
3、机组的损耗力矩M损
M损主要是指电动机的风扇、噪声以及发热等造成的能量损耗，通常假定
为与转速无关的数值，计算公式为：
M损=（1-η）M额（N·m）
式中：
η——电机效率，同步电机为96%，异步电机效率为95%；
M额——电机额定转矩，同步电机为191000Nm，异步电机为192230Nm。
则同步电机损耗力矩为7640 Nm，异步电机的损耗力矩为9627 Nm
四、机组定浆起动判定
机组是否能定浆起动，需对电机起动转矩、最大转矩和牵入转矩与对应的机组
对应阻力矩进行比较。
具体见下表1：
表1 同异步机组电机转矩与机组阻力矩对比表
综上，在最大角度下，同异步机组可以定浆起动。
附件：机组转动部件重量计算
篇三：电力拖动技术
《电力拖动技术》课程纲要
一、课程性质：
本课程是面向全体普通高中学生的职业技能类选修课程。
本课程的任务是通过
学习使学生了解电工技术相关知识和技术，熟悉安全用电与电气事故应急处理
的基本常识，掌握一般电路图的识读技术，能正确选用电工测量仪器仪表，具
备检测、分析常用机床电气电路的初步能力。
着重培养学生的科学思维方法、
分析与解决的能力，使其成为具有创新精神和实践能力的高素质技术人才。
二、课程目标：（一）总目标
1.知道安全用电知识和一般防护措施，会对触电者进行急救处理，会处理一般
的电气火灾事故； 2.掌握直流电路、交流电路相关知识，能看懂、会分析常用交直流电路的工作过程； 3.知道常用电工工具和电工材料的相关知识，会正确选用电工工具与电工材料； 4.知道常用电气元件的名称、电路符号与规格特性，能正确选用常用电气元件； 5.掌握电力拖动常识，会识读一般电气控制图，能分析一般电气控制电路的工作过程；
6.初步掌握常用电工仪器仪表的使用技术，能根据实际需要正确选用电工仪表
进行常规电工测量； 7.初步掌握电子测量技术，具备简单工业电子电路的识读分析能力；具备分析、检测、安装和调试中等复杂电子电路的能力。
(二)、具体目标
四、实施建议（一）教学建议
1.学时分配建议
2.教学过程建议
（1）本课程以电工必备的知识与技能教学为主，大幅度删除繁冗计算和原理推演，充分体现实用、实效的职教原则。
（2）本课程教学宜采用理论实践一体化的教学方法，使学生在完成相关实验的过程中学习有关的技术知识。
（3）本课程教学与电工实训课程紧密结合，为技能培养服务。
（4）在教学过程中，充分注重安全教育与规范教育，提高学生的综合素质。
（5）在教学过程中，应发挥学生学习的自主性，为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生获取、分析和处理信息的能力。
（6）各校可根据实际情况对本课程的内容和教时作适当调整。
（二）考核方
式和评价方法建议
（1）改革传统的学生评价方法，采用阶段（过程性）评价，目标评价，项目评价，理论与实践一体化评价模式。
（2）实施评价主体的多元化，采用教师评价、学生自我评价、社会评价相结合的评价方法。
（3）评价手段可以采用观测、现场操作、提交实验报告、闭
卷或开卷测试等,具体建议如下：
（4）评价重点为学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力（及创新能力），对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。
（三）．教学资源建设建议
（1）充分利用已有的各类教学资源，选用符合教学要求的录像、多媒体课件、电影、资料文献、企业生产现场参观等资源辅助教学，以提高教学效率和质量。
（2）针对教学的需要和难点，对理论性强，较为抽象的内容；技术性强，学校能力滞后的内容；尚未开发但能切实提高教学效率和质量的相关教学资源，组
织力量，开发相应的影像资料、多媒体课件、PPT文本资料等辅助教学资源。
发挥我院联合优势，逐步实现资源共享，共同提高。
（四）实验实训设备配置建议（按每班45名学生配置）。
