3版 第七章控制电机
程宪平机电传动与控制第三版
在失去控制信号而单相运行时，正转矩或负转矩的最大
值均出现在sm＞1的地方。 交流伺服电动机的转速控制方式
① 幅值控制 ② 相位控制 ③ 幅相控制
5
机
第3章 控制电机
A0 A
正常工作点
电 传
3-1 伺服电动机 一、交流伺服电动机
动 控
制
“自转” 现象 B0
A0
“自转”现象 转子电阻
的消除
设计得
A 很大
重点
掌握常用控制电动机基本工作原理，运行特性与特点。
难点
交流伺服电动机“自转”现象及消除该现象的原理。
2
机
第3章 控制电机
电 传
动
概述
控 制
控制电机与普通电机比较：
控制电机与普通电机的基本结构和工作原理大体相同；
普通电机的主要作用是进行能量转换，
控制电机的主要作用是完成信息的传递和变换。
对控制电机的基本要求:
电 传
3-1 伺服电动机 三、力矩电动机
动 控
制
力矩电动机是一种能够长期处于启动(堵转)
状态下工作的低转速、大转矩的执行电机。
直流力矩电动机的工作原理和直流伺服电动机相同，
仅在结构上有所区别，力矩电动机一般作成扁平形。
它主要采用永磁式电枢控制方式。
它反应速度快、特性硬度大且线性度好、精度高，
能在堵转和低速下运行，特别适用于对速度和位置
的控制精度要求很高的系统中。
它与高精度的检测元件、放大元件和校正环节等组成
的闭环控制系统，其稳定运行转速低达每天转1/4转，
调速范围达几万至几十万，位置精度达到角度的秒级。
12
机
第3章 控制电机
电 传
控制电机第三版教学设计
控制电机第三版教学设计1. 章节设计1.1 第一章：导论介绍电机的基本概念和分类，探讨电机在现代工业中的应用和重要性。
1.2 第二章：电机的基本知识介绍电机的功能、结构和工作原理，探讨电机的电路模型和特性曲线等基本概念。
1.3 第三章：直流电机控制系统介绍直流电机及其控制系统的组成和工作原理，探讨直流电机的调速控制、换向控制和运行保护等内容。
1.4 第四章：交流电机控制系统介绍交流电机及其控制系统的组成和工作原理，探讨交流电机的调速控制、矢量控制和运行保护等内容。
1.5 第五章：步进电机控制系统介绍步进电机及其控制系统的组成和工作原理，探讨步进电机的驱动方式、控制算法和应用等内容。
1.6 第六章：新型电机控制系统介绍新型电机及其控制系统的组成和工作原理，探讨新型电机的特点、优点和应用前景等内容。
2. 教学方法2.1 实验教学采用实验教学方法，通过对电机控制系统的实验操作，让学生了解和掌握电机控制的基本原理和方法。
2.2 项目设计采用项目设计方法，让学生参与电机控制系统的设计和开发，提高学生的动手实践能力和创新能力。
2.3 网络教学采用网络教学方法，利用网络资源和工具辅助教学，提高学生的自主学习和交互学习能力。
2.4 论文阅读与讨论采用论文阅读与讨论方法，引导学生阅读、分析和讨论电机控制系统的相关论文，提高学生的综合素质和研究能力。
3. 教学内容3.1 实验内容1.直流电机调速控制实验。
2.交流电机矢量控制实验。
3.步进电机驱动实验。
4.新型电机控制实验。
3.2 项目设计内容1.直流电机调速控制系统设计。
2.交流电机矢量控制系统设计。
3.步进电机运动控制系统设计。
4.新型电机应用控制系统设计。
3.3 论文阅读与讨论内容1.电机控制技术的研究进展。
2.新型电机的发展趋势和应用前景。
3.电机控制系统在工业自动化中的应用。
4. 教学评估4.1 实验成绩评估根据实验成绩、实验报告、操作规范和实验纪律等方面综合评估学生的实验成绩。
第七章 控制电机
似, 但是为了减小转子的转动惯量, 转子做得细而长。转子笼条
和端环既可采用高电阻率的导电材料(如黄铜、青铜等)制造, 也 可采用铸铝转子。
2） 非磁性空心杯形转子
非磁性空心杯形转子的结构如图7-7所示。定子分外定子铁心和内定 子铁心两部分,由硅钢片冲制后叠成。外定子铁心槽中放置空间相距 90° 电角度的两相绕组。内定子铁心中不放绕组, 仅作为磁路的一部分,以减小 主磁通磁路的磁阻。空心杯形转子由非磁性铝或铝合金制成, 放在内、外 定子铁心之间, 并固定在转轴上。
式中: n0——电动机的理想空载转速 , n0 与控制电压 Uc 成正比。 上式表明, 电动机的转速 n 与电磁转矩 T 为线性关系, 在控制电压不同
时, 机械特性为一组平行的直线, 如图所示。
由图可见: 控制电压 Uc 一定时, 电磁 转矩越大, 电动机的转速越低; 控制电压 升高, 机械特性向右平移, 堵转转矩 Td 成 正比地增大,越有利于电动机启动。
第7章
控制电机
控制电机是指用于自动控制系统的具有特殊性能 的小功率电机，主要在控制系统中用作信号的检测 （测量）、传递、执行、放大或转换等。
控制电机的种类繁多，根据在自动控制系统的作用，可 将控制电机分为执行元件和测量元件。 执行元件：交、直流伺服电动机、步进电动机（将电信 号转换成轴上的角位移或角速度）
2) 调节特性 在电动机的电磁转矩 T=常数时, 伺服电动机的转速 n 与控制电压 Uc 之 间的关系曲线 n = f ( Uc )称为调节特性。由式（7 - 1）可知, 在 T=常数时, 磁通Φ=常数, 转速 n 与控制电压 Uc 为线性关系, 转矩 T 不同时, 调节特性 是一组平行的直线, 如图所示。 由图可见：在 T 一定时, 控制电压 Uc 升高, 转速 n 也升高；负载转矩增大, 即 T 增大, 调节特性向右平移, 始动电压 Uc0 成
电机与拖动基础知识要点复习题
电机复习提纲第一章：一、概念：主磁通，漏磁通，磁滞损耗，涡流损耗磁路的基本定律:安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻R m磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR磁路的基尔霍夫定律（1）磁路的基尔霍夫电流定律穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零（2）磁路的基尔霍夫电压定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节 常用铁磁材料及其特性一、铁磁材料1、软磁材料：磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高，可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料：磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料，可用来制成永久磁铁。
二、铁心损耗1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗 NiHL的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章：一、尽管电枢在转动，但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变，即进行所谓的“换向”。
二、一台直流电机作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能；作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。
三、直流电机的主要结构（定子、转子）定子的主要作用是产生磁场转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势要实现机电能量转换，电路和磁路之间必须在相对运动，所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分，且静止和转动部分之间要有一定的间隙（称为：气隙）四、直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有：1、额定功率P N(kW)2、额定电压U N(V)3、额定电流I N(A)4、额定转速n N(r/min)5、额定励磁电压U fN(V)五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组，另一种叫单波绕组。
单叠绕组的特点：元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。
第七章控制电机PPT课件
现象。
第七章 控制电机
电机学 华侨大学电气工程与自动化系
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（一）、电枢控制时的特性
不同于交流两绕组全在定子，直流伺服电动机的励磁绕组和电枢绕组分别装 在定子和转子上。假定磁路不饱和，并不计电枢反应，这在小功率的直流伺服 电动机中是允许。
1、机械特性 Tem f (n)
Ia
U
raEUc来自Cen ra‹#›页
2、非磁性杯形转子 除了与异步电动机一样的定子外，还有 一个内定子（不放绕组，只是代替笼型转 子铁心作为磁路的一部分），在内外定子 间有非磁性材料(铝或铜)制成的杯形转子。
(三) 控制方法
伺服电动机不仅须具有起动和停止的伺服性，
而于且伺还 服须 交具流有励转磁速绕的组大不小变和，方改向变的控制可电控压性。U由c也
sm
x1
r2 x2
1
r2
x1
x2
由于异步电机的稳定运行区为0 ~ sm，增大转子电阻，使伺服电机始终处于
稳定运行。
(二)基本结构
定子槽中，要装有励磁绕组和控制绕组，这两种绕组可有相同或不同的匝数。
1、笼型转子 转子的结构和三相异步电动机鼠笼型转子完全一样。
第七章 控制电机
电机学 华侨大学电气工程与自动化系
1、机械特性
（1）幅值控制方式：用所谓有效信号系数 。即控制电压
绕组的电源电压（励磁电压）U s （2）相位控制方式：
U f
之比： e
e
Uc U s
Uc U f
U
c
与归算到控制
这种控制方式中。控制电压与归算到控制绕组的电源电压即励磁电压大小相等，
即 Uc Us U但f 相位滞后 电角度，为与幅值控制滞后90°，取滞后90°分
《电机与拖动》教学大纲
《电机与拖动》教学大纲课程名称：电机与拖动（Electrical Machine and Drive）课程编码：151022学分：4分总学时：64学时，其中，理论学时：56学时；实验学时：8学时适用专业：自动化专业先修课程：高等数学、大学物理、电路原理执笔人：杨友平审订人：一、课程的性质、目的与任务《电机与拖动》是自动化和电气工程及其自动化专业的技术基础课，必修课。
通过本课程的学习，使学生掌握变压器、交流电机和直流电机的基本知识、基本理论、基本计算方法和一般运行分析问题，了解在自动控制系统中使用的各种控制电机的结构、基本原理、控制方式和特性曲线，使学生能在系统中正确的选择、分析和使用控制电机。
为后续专业课的学习打好必要的基础。
二、教学内容、基本要求与学时分配第一章绪论主要内容：1、本课程的内容、性质和任务2、电机与拖动中用到的基本电磁理论基本要求：掌握电机与拖动中常用的基本电磁定律和铁磁材料特性。
学时分配：2学时。
第二章直流电机原理主要内容：1、直流电机的基本原理、结构2、直流电机的基本方程式基本要求：了解直流电机的电枢绕组及换向的基本知识；掌握直流电动机的运行原理、电枢电动势与电磁转矩、机械特性等；理解直流电机的工作特性和运行特性。
学时分配：8学时。
第三章直流电机的电力拖动主要内容：1、运动方程式2、负载转矩特性与机械特性3、直流电机的起动、制动、调速基本要求：掌握直流电动机的各种机械特性；理解直流电动机的起动方法以及各种运行状态；掌握直流电动机的调速方法和特点；了解他励直流电机的过渡过程。
学时分配：10学时。
第三章变压器主要内容：1、变压器的电气构造和工作原理2、变压器的电动势平衡式、向量图及等效电路3、三相变压器的并联运行基本要求：掌握变压器的基本方程式、向量图及等效电路；掌握变压器参数的测定；理解三相变压器连接方式，相、线电压和相、线电流的关系。
学时分配：8学时。
第四章三相感应电动机原理主要内容：1、三相感应电动机的电气构造和基本工作原理2、三相感应电动机运行时的电磁过程的定性分析3、三相感应电动机的向量图、等效电路、基本方程式基本要求：理解异步电动机运行时内部的电磁关系，定、转子间的磁势平衡关系，转子频率特点以及基本方程式；掌握转矩特性、最大转矩及起动转矩；理解异步电动机工作特性。
第7章 三相永磁同步伺服电动机的控制
第二节 三相永磁同步伺服电动机的控制策略
ABC
1 43 65 2A NhomakorabeaX
B
Y
C
Z
V1: 1 0 0 V2: 1 1 0 V3: 0 1 0 V4: 0 1 1 V5: 0 0 1 V6: 1 0 1 V7: 1 1 1 V0: 0 0 0
三相永磁同步伺服电动机 的电子换向器主回路
第二节 三相永磁同步伺服电动机的控制策略
第 7 章 第二节 三相永磁同步伺服电动机的 控制策略
第二节
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
dq坐标系上得到的三相永磁同步伺服电动机的矢量如 图7-2所示。
q
id iq
1
Laid
0 1 a
Laiq
d
图7-2三相永磁同步电动机矢量图
第二节
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
在上图中Ψa是电动机定子磁链，Ψ0是电动机中 总的磁链，显然由于定子磁链的存在，使得总 磁链偏离了d轴，这就是电枢反应。电枢反应 主要是由定子电流的q轴分量iq引起的。 定子电流的d轴分量id相当于励磁电流。关于对 id的控制，在不同的实际应用场合下一般有两 种控制策略
引 言
数字式交流伺服系统在数控机床，机器人等领 域里已经获得了广泛的应用。数字式交流伺服 系统，是制造业实现自动化和信息化的基础构 件。 研究数字式交流伺服系统包括研究其速度控制、 位置控制以及辅助功能三个方面的问题，本课 程介绍数字式交流伺服系统的工作原理及相关 产品使用手册。
第 7 章 第一节 三相永磁同步伺服电动机及 其数学模型
式中：Ud、Uq——dq坐标系上的电枢电压分量； id、iq ——dq坐标系上的电枢电流分量;
P3电动机控制
M串电阻启动KT延时
FR
KM2通电KM1断电 M全压运行
M 3～
降压电阻
KM1
KT
KM2
主电路
控制电路
四、电动机降压启动
L1 4.3 手动、自动降压启动控制 工作原理 SA开关转到M点为 QS 手动；转到A点为 FU1 自动。 手动：按SB1 KM1 动作 M降压启动， KM1 再按SB3 KM2动作 R 切除电阻全压运转。 自动：按SB1 KM1 动作 M降压启动，经 FR KT延时 KM2动作 M 运转。 L2 L3 FU 2 FR SB2 SB1 KM2 A M KT A M SB3 KM1 KM2
5. 2 改变转差率S调速
短路保护
SB
M 3～
KM
一、 直接启动
1.2.2 接触器自锁控制 工作原理： 按下SB1、KM线圈通电 主触点闭合，电机启动。 同时由于KM常开点与SB1 并联而自锁，电动机保持 运行。按下SB2，KM线圈 断电，其触点断开，电动 机停止。故称自锁控制。 保护功能： 短路、失压、掉相、 过载等保护； 应用： 可用于20KW以下 的电机控制。如水泵、 机床等。
SA
KM2
KM1
M 3～
KM1 KT
KM2
控制电路
四、电动机降压启动
4.4 控制自藕变压器降压启动 工作原理： KM1：星形点接触器 KM2：自藕变压器电源接触器 KM3：电动机启动接触器 启动时：KM1.KM2吸合， 电动机经自藕变压器降 压启动；运转时KM1与 KM2释放，KM3吸合， 电动机全压运行。
W2
KM1 W1 Y
KM2 KT KM3 YY
五、变速调速
5.1.2 变极调速电动机的接线方式
3版完稿第7章 控制用电动机
7.3交流异步伺服电动机
7.3.1两相异步伺服电动机 1.基本结构及运行特点
两相异步伺服电动机的基本结构、工作原理与普通异步电动机相似。
如图7-6所示，从结构上看，电动机由定子 和转子两大部分构成，定子铁心中安放多相交流 绕组，转子绕组为自行闭合的多相对称绕组。
n U a Ia Ra
Ce
图7-2 他励直流伺服电动机电路
（7-1）
n U a Ia Ra
Ce
（7-1）
由式7-1可知，改变电枢电压和改变励磁磁通都可以改变电动机的转速。因而， 对直流伺服电动机转速的控制，有电枢控制和磁场控制两种基本方法。
改变电枢电压的大小，以实现对直流伺服电动机转速的控制，称为电枢控制； 改变励磁电压大小、进而改变每极主磁通的大小，最终实现对直流伺服电动机转速 的控制，称为磁场控制。后者的控制性能不如前者，因此很少采用。
目前，已在普通直流伺服电动机的基础上开发出直流力矩电动机和低惯量直流 伺服电动机等特种直流伺服电动机。
7.2.2特种直流伺服电动机
1.直流力矩电动机
一般来说，普通 直流伺服电动机的额 定转速高，需要用齿 轮减速后再去驱动雷 达天线旋转。但会引 起系统在小范圈内的 振荡并降低系统的刚 度。因此，希望有一 种低转速、大转矩的 电动机来直接驱动被 控对象。
3. 工作特点
直流伺服电动机有许多优点，如起动转矩大、调速范围广、机械特性和调节特 性线性度好、控制方便等，因此获得了广泛的应用。
但是，由于直流伺服电动机转动惯量大，机电时间常数较大，灵敏度差；低速 转矩波动较大，运转平稳性欠佳；换向火花大，维护工作量大，使用寿命短，无线 电干扰大等，使其在应用上受到了一定的限制。
电器及PLC控制技术与实训第3版模块七习题答案
思考与练习一、填空题 1. 交-直■交变频器主要有—整流电路—、储能电路—、逆变电路 三局部组成。
2. 通常情况下FR-E700系列变频器，输出的最低工作频率约为OHz ；最高工作频 率约为400Hz3. 在PU 模式下，通过按PU/EXT 键可以改变PU 显示模式,在监视模式下，按SET 键可改变监视类型。
4. 在外部操作模式下，当外部信号控制电机连续运转时，假设变频器的正、反转开关都 置于ON 状态，那么电时机-停止5. 变频器的三段速度运行时，频率由参数Pr.4、Pr.5、Pr.6设定,七段速度运行时的 频率由参数 Pr.4、Pr.5、Pr.6、Pr.24、Pr.25、Pr.26、Pr.27 来设定。
6. FR-E700系列变频器的点动频率的设置参数是也坦,点动加减速时间的设定参数 是Pr.16 。
上限频率设定参数是 _________ ,下限频率设定参数是Pr.2二、单项选择题变频器布线时最好不要太长，一般情况下布线距离最长（5. 当变频器的参数Pr.79的数值设置为“1”、“2”、“3”时分别表示（A ）A. “1”为PU 操作模式；“2”为外部操作模式；“3”为组合操作模式B. “1”为外部操作模式；“2”为PU 操作模式；“3”为组合操作模式C. “1”为外部操作模式；“2”为组合操作模式；“3”为PU 操作模式D. “1”为组合操作模式；“2”为PU 操作模式；“3”为外部操作模式6. 当变频器的面板上只有EXT 指示灯亮时，说明（C ）A. 表示变频器的操作模式为PU 操作模式B. 表示变频器的操作模式为组合操作模式C. 表示变频器的操作模式为外部操作模式D. 表示变频器的操作模式为通信操作模式9.在U/f 控制方式下，当输出频率比拟低时，会出现输出转矩缺乏的情况，要求变频器 具有（C ）成效。
1. 正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（A ） A. PWM B. PAM C. SPWM D. SPAM2. 变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（A.电流B.电阻C.电感D. 电容 3. 对异步电动机实行调速时，希望（ B ）不变A.定子电流B.主磁通C.定子电压D. 转子电压 4. A. 100 B. 1000 C. 500 D. 200A.频率偏置B.转差补偿C.转矩补偿 D .段速控制三、简答题 1. 变频调速时，改变电源频率力的同时须控制电源电压Ui ，试说明其原因。
电机与拖动(第3版)(附微课视频)第7章
第7章思考题与习题答案1．电力拖动系统中电动机的选择主要包括哪些内容？答：电力拖动系统中电动机选择的主要内容包括电动机的系列、结构形式、电动机的额定参数以及电动机的质量性能等。
2．电动机的温升、温度以及环境之间的温度之间是什么关系？电机铭牌上温升值是指什么？答：电动机的温升与铜耗,铁耗和机械损耗有关。
电动机铭牌上的温升值其含义是电动机绝缘许可的最高温度。
电动机的温升、温度以及环境温度三者之间是刚工作时电动机的温度与周围介质的温度之差很小，热量的发散是随温度差递增的，少量被发散法到空气中，大量被空气吸收。
因而温度升高的较快，随着电动机温度逐渐升高，被电动机吸收的减少,而发散到空气中的热量增加。
3．Y2系列三相异步电动机采用的绝缘材料容许的温升是多少？若使用B级绝缘材料时电动机的额定功率为P N，则改用F级绝缘材料时该电动机的额定功率将怎么变化？答：Y2系列三相异步电动机采用的绝缘材料容许的温升是90℃；若使用B级绝缘材料时电动机的额定功率为P N，则改用F级绝缘材料时该电动机的额定功率将降低。
4．电动机的发热有什么规律？答：电动机工作过程中，各部分产生的损耗转变成热能，其中一部分被电动机本身吸收，使电动机温度升高，其余部分通过电动机的表面散发到周围介质中。
5．电动机的额定功率主要由什么决定？对于功率较大的电动机，应使用高的还是比较低的电压等级？答：电动机额定功率主要由电动机的允许温升、电动机的过载能力和电动机的起动能力等质量性能指标决定。
对于功率较大的电动机，应使用高电压等级。
6．电动机的三种工作制是如何划分的？负载持续率FC%表示什么含义？答：电动机的三种工作制是根据负载持续时间的不同来划分的，有连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三种。
负载持续率FC%表示在断续周期工作制中，负载工作时间与整个周期之比。
7．将一台额定功率为P N的短时工作制电动机改为连续运行，其允许输出功率是否变化？为什么？答：将短时工作制电动机改为连续运行时，其允许输出功率将小于原设计的额定功率P N。
第七章 电机控制PWM
• 图7-2: PWM 时基框图
• 可以将PWM 时基配置为以下四种不同的工作模 式：
• 1. 自由运行模式 • 2. 单事件模式 • 3. 连续向上/ 向下计数模式 • 4. 带双更新中断的连续向上/ 向下计数模式。 • 这四个模式通过PTMOD<1:0> 控制位
（PTCON<1:0>）选择。 • 注： • PWM 时基模式决定模块产生的PWM 信号的类
第七章 电机控制PWM
• 7.1 简介
• 电机控制PWM （MCPWM）模块简化了产生多 种同步脉宽调制输出的任务。特别是它还能支持
• 以下电源和电机控制应用： • • 三相交流感应电机 • • 开关磁阻（SR）电机 • • 直流无刷（BLDC）电机 • • 不间断电源（UPS）
• PWM 模块具有如下特性： • 专用时基支持TCY/2 PWM 边沿精度 • 每个PWM 发生器都有两个输出引脚 • 每个输出引脚对均可互补或独立工作 • 用于互补模式的硬件死区时间发生器 • 可由器件配置位设置输出引脚极性
7.3 PWM 时基
• PWM 时基由一个带有预分频器和后分频器 的15 位定时器提供（参见图15-2）。时基 的15 位可通过PTMR 寄存器访问。 PTMR<15> 为一个只读状态位PTDIR，显 示PWM 时基当前的计数方向。如果PTDIR 状态位清零，则表示PTMR 正在向上计数。 如果PTDIR 置1，则表示PTMR 正在向下计 数。通过置位/ 清零PTEN 位 （PTCON<15>）来使能/ 禁止时基。当 PTEN 位由软件清零时，PTMR位不会清零。
(2)
•注 • 1： SEVTDIR 与PTDIR （PTMR<15>）比较以
第七章 电气安全技术题库(254题24.5%)2003版
第七章电气安全技术题库（255题占24.5％）一、单选题（114题）1、安全提示牌分为指令类安全牌、警告类安全牌、（）。
【★★☆☆☆】A. 禁止类安全牌B．预防类安全牌C．提醒类安全牌D．允许类安全牌正确答案:A2、当电流流经人体的不同部位时，体内电阻呈现的数值（）。
A．相同B．不同C．无联系正确答案:B3、在高压电气设备（包括线路）上工作，需要全部停电或部分停电时应使用（）。
A. 第一种工作票B．第二种工作票C. 口头指令D. 倒闸操作票正确答案:A4、绝缘杆工作部分不宜过长，一般长度为5～8mm，以免操作时造成（）。
A．相间或接地短路B．跨步电击C．两相电击D．单相电击正确答案:A5、防止电气误操作的措施包括组织措施和（）。
【★★★★☆】A. 绝缘措施B．安全措施C. 接地措施D. 技术措施正确答案:D6、一张倒闸操作票最多只能填写（）操作任务。
A. 一个B．二个C. 三个D. 四个正确答案:A7、下列的（）属于警告类标示牌。
【★★★☆☆】A. 禁止烟火！B．禁止合闸，有人工作！C. 在此工作！D.止步，高压危险！正确答案:D8、电流对人体的伤害可以分为（）两种类型。
A．电伤、电击B．触电、电击C．电伤、电烙印D．触电、电烙印正确答案:A9、在电气设备上工作，保证安全的电气作业组织措施有：工作票制度；工作许可制度；（）、工作间断、转移和终结制度。
A. 安全保卫制度B．操作票制度C. 防火安全制度D. 工作监护制度正确答案:D10、在几个电气连接部分上依次进行不停电的同一类型工作（如对各设备依次进行仪表校验），可填写（）。
A. 第一种工作票B．第二种工作票C. 口头指令D. 倒闸操作票正确答案:B11、中性点非直接接地系统中发生单相接地时，非故障相对地电压会（）。
【★★☆☆☆】A. 不变B. 升高C. 降低正确答案:B12、电气设备的状态可分为（）、备用、检修3种。
【★★☆☆☆】A. 运行B. 试验C. 退出正确答案:A13、绝缘手套和绝缘鞋要定期试验，试验周期一般为（）个月。
控制电机第三版课程设计
控制电机第三版课程设计1. 介绍电机是现代社会的关键设备之一，在工业制造和家用电器等领域都有广泛的应用。
因此，控制电机成为电子工程师必备的技能之一。
本文将介绍第三版控制电机课程设计，旨在帮助学生掌握电机控制技术，并展示其在实际应用中的运用。
2. 课程目标本课程的目标是让学生掌握以下技能：1.了解电机的基本结构和工作原理；2.理解电机的控制方法和技术；3.掌握电机的控制系统设计和实现。
3. 教学内容第一章：电机基础知识本章将介绍电机的基本结构和工作原理，包括排序电机、同步电机和直流电机等。
还将讨论电机运转状态的分析方法和电机的性能参数。
第二章：电机控制原理本章将介绍电机的控制方法和技术，包括传统的电压控制方法和先进的电流控制方法。
同时，还将讨论不同控制方法的优缺点，并探讨其在不同应用场景中的运用。
第三章：控制系统设计本章将介绍电机控制系统的设计和实现方法，包括开环系统和闭环系统的设计。
还将讨论电机控制系统的建模和仿真技术，并介绍PID控制器和FPGA芯片在电机控制系统中的应用。
第四章：实践项目本章将提供一个实践项目，学生可以按照指导进行实践，巩固所学知识并将其应用到实际中。
实践项目包括电机控制系统的硬件设计和软件编程，如电机转速控制和电机位置控制。
4. 实践教学本课程采用实践教学的方法，结合理论知识和实际项目进行授课。
学生需要完成实践项目并提交实验报告，以展示其在课程中所学到的技能。
学生将学习使用基于FPGA芯片的系统设计平台来搭建电机控制系统，包括硬件设计和软件编程。
在实践项目中，学生将需要：1.搭建电路原型并测试其工作正常；2.编写控制程序，并通过仿真测试其性能；3.将控制程序下载到FPGA开发板并测试电机的控制效果；4.分析实验结果并撰写实验报告。
5. 课程评估学生评估将基于实践项目和实验报告进行，以检验学生在理论知识和实际项目中的技能掌握情况。
评估标准将分为以下几个部分：1.电路原型设计和测试；2.程序设计和仿真测试；3.FPGA板测试；4.实验报告撰写。
第7章三相永磁同步伺服电动机的控制ppt课件
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
第7章
第二节 三相永磁同步伺服电动机的
控制策略
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以保持相电流幅值的不变。
在上面介绍的两种控制方式中，id=0的控制方式是最
常用的方式，下面主要介绍这种控制方式。
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第二节
第二节
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
2．用软件实现空间电压矢量脉冲宽度调制（SVPWM） 用软件实现空间电压矢量脉宽调制的方法也是一种通
常使用的方法，这种方法的优越性在于其控制精度比 较高。 首先确定要求输出的电压空间矢量的幅值和方向角， 才能进行SVPWM运算。在三相永磁交流伺服电动机控 制系统中，可以通过闭环的实时计算来获得电压空间
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第二节
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
1.控制id=0以实现最大转矩输出：
目前大多数的交流伺服电动机用于进给驱动，电动机 工作于其额定转速以下，属于恒转矩调速方式。在 这类应用场合，追求的是在一定的定子电流幅值下能 够输出最大的转矩，因此最佳的控制方式是使定子电
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《电机及拖动基础》(3版) 控制电机
（1）幅值控制
因交流伺服电动机 转子电阻大，临界 转差率sm大，机械 特性很接近线性关 系，但电阻过大， 机械特性变软 ， 起动转矩会降低。 调节特性近似线 性，调节特性更 清楚地表示出伺 服电动机转速随 控制信号变化的 关系。
与U U c f 相位差始 终是90
控制电机概述
交、直流伺服电动机 执行用控制电机 控 制 电 机 按 功 能 分 类
（电信号控制动作）
步进电动机
测速用控制电机
(速度信号转换为电信号)
交、直流测速发电机
自整角机 测位用控制电机 旋转变压器
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第一节 伺服电动机
在自动控制系统中用作执行元件，又称 执行电动机。即将接收到的控制电压信号转 换为转轴的角位移或角速度输出。 在自动控制系统中，对伺服电动机的性能要求： 无“自转”现象。 空载始动电压低,灵敏度高 机械特性和调节特性为线性,调速范围宽。
一、直流伺服电动机
工作原理
直流伺服电动机与普通直流电动机的 工作原理是完全相同的。对于电磁式且为 枢控方式，当励磁绕组施加恒压时，建立 气隙磁通Φ，电枢绕组作为控制绕组接收 到控制电压Uc后，电枢绕组内的电流与磁 场作用，产生电磁转矩T，电动机转动。 当控制电压Uc=0时，Ic=0，电磁转矩T=0， 电动机立即停转。保证了电动机无“自转” 电枢控制 现象，所以直流伺服电动机是自动控制系 统中一种很好的执行元件。
工 作 原 理
转子电阻较小（临界转差 率sm<1）时的机械特性
转子电阻较大（临界转差 率sm≥1）时的机械特性
《电机及拖动基础》(3版) 控制电机
1.交流伺服电动机的控制方法
交流伺服电动机不仅须具有受控于控制信号而起动和 停转的伺服性，而且还须具有转速的大小及其转向的可 控性。 而交流伺服电动机的转速大小调节，是靠两相绕组 合成椭圆旋转磁场的椭圆度大小来自动调节的。椭圆度 大，正转旋转磁场相应地会削弱，对应的正向转矩减小； 反转旋转磁场则加强，对应的反向转矩增大，合成转矩 减小，转速降低；反之转速增大。 转向的改变靠控制电源反相，使合成磁场反转，转子 跟着反转。
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二、交流测速发电机
工作原理 当n=0，即转子不转时,测
速发电机的气隙磁场为脉振磁场，脉振频 率为f1，其轴线就是d 轴。d 轴 转子电流 的脉振磁通只能在空心杯转子 产生的磁通 中感应出变压器电动势，产生 转子电流，根据椤次定律，此 输出绕组 电流所产生的磁通rd和N1产生 的磁通方向相反，所以合成磁 通仅为沿d 轴的磁通，而N2的 轴线是q轴，它与d 轴磁通没有 耦合关系，故不产生感应电动 势，输出电压为零。即有
直流测速发电机的输出特性
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二、交流测速发电机
交流测速发电机有异步式和同步式两种，下面介绍 在自动控制系统中应用较广的交流异步测速发电机。
结构
交流异步测速发电机的结构与交流伺服电动机相似，为 了提高系统的快速性和灵敏度，减少转动惯量，目前广泛 应用的交流异步测速发电机的转子都是空心杯形结构。在 机座号小的测速发电机中，定子槽内嵌放着空间相差90º 角度的两相绕组，其中一相绕组作为励磁绕组；另一相作 为输出绕组。在机座号较大的测速发电机中，常把励磁绕 组嵌放在外定子上，而把输出绕组嵌放在内定子上，以便 调节内、外定子间的相对位置，使剩余电压最小。内、外 定子的空气隙中，为空心杯形转子。
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二、交流伺服电动机
1.交流伺服电动机的结构和基本工作原理 结构 交流伺服电动机在结构上类似单相异步电动机。它
的定子铁心是用硅钢片、铁铝合金或铁镍合金片叠压 而成，在其槽内嵌放两个空间相差90电角度的两个定 子绕组，一个是励磁绕组，另一个是控制绕组。
转 子 形 式
按照测速发电机输出信号分类：
可分为直流、交流两大类
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一、 直流测速发电机
1.直流测速发电机的结构和工作原理
结构 按励磁方 式分类：
与普通小型直流发电机相同 他励电磁式
因测速发电机 的功率较小， 而永磁式不需 另加励磁电源, 也没有因励磁 绕组温度变化 而影响输出电 压的问题，所 以应用广泛。
快速响应。
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一、直流伺服电动机
结构
电磁式（他励）和永磁式直流伺服电动机与 对应的普通直流电动机在结构上并无本质上 的差别
Uc
控制方式
Uc：控制电压 Control
电枢回路电感 小，响应快， 在自动控制系 统中多采用电 枢控制。
Ua
电枢控制
磁场控制
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空间相差 90º电角度
控制绕组
自转现象：
当转子转动起来以后，控 制信号消失，即断开控制 绕组，变成单相时，电动 机仍然能够转动。
交流伺服电动机的原理图
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“自转”的消除： 增加伺服电动机的转子电阻。
变成单相后，电磁转矩>0, 与转速的方向相同，电动 机仍然能够转动。 变成单相后，电磁转矩<0, 与转速的方向相反，制动 作用，电动机立即停传。
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第二节 测速发电机
作用：测速发电机是一种测速元件，它将输入的机
械转速转换为电压信号输出。在自动控制及计算装置 中，测速发电机可以作为检测元件、阻尼元件、计算 元件和角加速信号元件。
自控系统对测发的主要要求：
输出电压与转速保持严格的线性关系 转动惯量小，响应快 输出电压对转速的变化灵敏，即测速发电机的输出特 性斜率要大。
第七章
控制电机
《电机及拖动基础》(3版) 控制电机
第七章 控制电机
本章在已学过的常规旋转电机基本 理论的基础上，简要地介绍几种有特殊
性能的常用控制电机交直流伺服电
动机、交直流测速发电机及步进电动机 等的基本结构、工作原理、特性等。
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控制电机概述
控制电机
自动控制 系统中
改变控制电压的幅 值来控制电机的转 速。Uc↓,n ↓, 当Uc=0，则n=0， 电动机停转。
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（2）相位控制
控制电压 U c 的幅值保持 不变 与U U c f 间的相位 差为β
通过改变控制电压 的相位来控制交流 伺服电动机的转速。 β =90 ，转速最 高, β ↓,n ↓,当 β =0，则n=0，电 动机停转。
永磁式
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1.直流测速发电机的结构和工作原理
工作原理
直 流 测 速 发 电 机 的 工 作 原 理 图
空载时 U 0 E0 Ce0 n
U∝n
直 流 测 速 发 电 机 的 输 出 特 性
Ce 0 n 负载时，经推导可得 U Ra 1 RL
RL ↓ →斜率↓
传递信息 变换控制信号 执行控制信号
运行高可靠性
性能要求 应用
特性参数高精度 对控制信号的快速响应
雷达的扫描 跟踪、飞机 自动驾驶、 数控机床控 制、遥测遥 控、工业机 器人控制、 宇宙飞船等 都少不了控 制电机。
广泛应用于国防、航天航空技术、先进工业技术、 民用领域之尖端技术与现代化装备中。
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第三节 步进电动机
作用：一种用电脉冲信号进行控制、将电脉冲信号
转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉 冲信号转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角 位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频 率成正比。因此，步进电动机又称脉冲电动机。
应用：步进电动机作为数字量执行元件，除用于各
E2 4.44 f1N2 K N 2Φq
即 E2 C1 n
结论：异步பைடு நூலகம்速发电机输出 绕组N2中所产生的感应电动 势E2的大小与转速n成正比。
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二、交流测速发电机
工作原理
结论：前面已知E2的大小正比于n，那么对E2的频 率，因Φd与励磁电源同频率，而 Erq与Φd同频率，Irq 与Erq同频率，q 与Irq 同频率，E2与q 同频率，故输 出电动势E2的频率与励磁电源的频率相同，而与转速 的大小无关，使负载阻抗不随转速的变化而变化。异 步测速发电机的这一优点使它广泛用于控制系统。 根据输出绕组的电动势平衡方程式，在理想状况 下，异步测速发电机的输出电压U2也应与转速成正比， 这样，交流异步测速发电机就能将转速信号转变成电 压信号，实现测速的目的。 若转子反转, 输出电压将反相。
轴
轴承
优点：转动惯量小， 摩擦转矩小，响应快、 运行平稳 缺点：结构复杂，气 隙大，空载电流大， 功率因数较低。
非磁性空心杯转子交流伺 服电动机结构示意图
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二、交流伺服电动机
工作原理
励磁绕组 励磁电压和控制电压分别施 加于两个绕组上，共同作用 在电动机内部产生了一个旋 转磁场，在笼形转子的导条 中或杯形转子的筒壁上感应 电动势，产生电流(涡流)，再 与磁场作用而产生电磁转矩, 使笼型或杯型转子转动。
交流伺服电动机相 位控制接线示意图
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（3）幅－相控制
由于移相电容的 作用，当改变 U c 的幅值时，不仅 的幅值 相对U f 改变，它们之间 的相位也发生改 变。因此这是一 种幅值和相位复 合控制方式。当 =0时，电动 U c 机停转。
移相 电容
交流伺服 电动机 幅—相控 制接线示 意图 幅—相控制的机械特性和调节特性不如 幅值控制和相位控制时的线性度好。但 由于幅—相控制方式的设备简单，不用 移相器，并有较大的输出功率，实际应 用最广泛。