0第06章d 控制电机
电子技术06第6章电力电子器件及基本电力变换电路课件
V1,4导通，u0=Ud
u G1,4 u G2,3
t
VD2,3导通，u0= -Ud
t
V2,3导通，u0= -Ud
uo io
t3
t4
t 5
VD1,4导通，u0= Ud
t1
t2
t
控制信号 开V1,4,关V2,3 开V2,3,关V1,4 开V1,4,关V2,3
器件导通情况 VD1,4 V1,4 VD2,3 V2,3 VD1,4
数量关系
Uo
ton ton toff
E
ton T
E
E
Io
Uo
EM R
Ton / T
续流二极管
不希望电流断续
负载 上的 反电 动势
电流连续
动态演示
电流断续
6.3.2 升压斩波电路 （Boost Chopper）
1) 升压斩波电路的基本原理
电路结构
工作原理 假设L和C值很大
V通态,E向L充电,I1恒定,C向R供电,Uo恒定。 V断态,E和L同时向C充电,并向负载提供能量
6.1 常用电力电子器件
按照器件被控制信号所控制的程度，可做如下分类
半控型器件（Thyristor）通过控制信号可控制通,不能控制关 全控型器件（IGBT,MOSFET) 通过控制信号既可控制通又可控制
关又称自关断器件 不可控器件 (Power Diode) 不能用控制信号来控制其通断, 不需要
驱动电路
注入区
C
ID RN V-J1+ IC
C
-+
+
-IDRon
G
E
b)
c)
场控器件，原理与电力MOSFET基本相同，通断由栅射极电压uGE决定。
新能源汽车驱动电机与控制系统 第一章 电机基础知识
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
16
（三）电磁学基础知识
励磁绕组：根据其供电方式可以分为直流励磁绕组和交流励磁绕组。直流励磁绕组的优点在于其 可靠性高，但需要使用整流器，转子上也存在集电环与刷子摩擦产生火花等安全隐患。而交流励 磁绕组相对来说更为简单，不需要整流器，且不存在集电环和刷子的问题。但其缺点在于其输出 磁通较弱，需要使用铁心轴，增加铁损
B
磁滞损耗 由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗Ph
10 任务1：电机基础知识
（一）新能源汽车驱动系统概述
传动机构 传动机构指的是将电机输出的扭矩和转 速传递到汽车的主轴上，从而驱动汽车 行驶的机构，主要包含减速器和差速器 的两个部件。
11 任务1：电机基础知识
（一）新能源汽车驱动系统概述
电机的分类
12 任务1：电机基础知识
（二）新能源汽车对驱动电机的性能要求
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
17
（三）电磁学基础知识
电枢绕组：由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，他是直流电机的电路部分，也是感 生电动势，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。 电枢绕组分直流电枢绕组和交流电枢绕组两大类。它们分别用于直流电机和交流电机。
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
(1)电机结构紧凑、尺寸小，封装尺寸有限，必须根据具体产品进行特殊设计。
(2)重量轻，以减轻车辆的整体重量。应尽量采用铝合金外壳，同时转速要高，以减轻整车的质
量，增加电机与车体的适配性，扩大车体可利用空间，从而提高乘坐的舒适性。
(3)可靠性高、失效模式可控，以保证乘车者的安全。
(4)提供精确的力矩控制，动态性能较好。
深职院 电工技术 06电动机
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2 sR U ' T = KT 2 2 1 2 R 2 + ( sX 20 )
3 机械特性曲线
根据转矩公式 得特性曲线：
Tmax
T
nN
n n0
T st
TN
0
1 S SN Sm T = f ( s ) 曲线
0
TN T st
TmaxT
返回
n = f ( T ) 曲线
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电机带动最大负载的能力。 转子轴上机械负载转矩T2 不能大 于Tmax ，否则将造成堵转(停车)。 过载系数(能力)
2.最大转矩 Tmax
n n0
一般三相异步电动机的过载系数为
T max λ = TN
0
T Tmax
λ = 1 .8 ~ 2 .2
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【例题讲解】
1：三相异步电动机 p=3，电源f1=50Hz，电机额定 转速nN=960r/min。 求：转差率s，转子电动势的频率f2
60 f1 60 × 50 = = 1000 r / min 同步转速： n1 = p 3
转差率：
n1 − n 1000− 960 s= = = 0.04 n1 1000
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2 种类和型式的选择 1). 种类的选择 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。 只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场 合才选用绕线式电动机。 2). 结构型式的选择 根据工作环境的条件选择不同的结构型式， 如开启式、防护式、封闭式电动机。 3 电压和转速的选择 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电 源电压来决定。 Y系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个 等级。大功率电动机才采用3000V和6000V。
船舶电气设备及系统-大连海事大学 第06章 控制用电机
励磁绕组
杯形转子 交流伺服电动机 1
U
检 测 元 件
放 大 器
I 2
U 2
励磁绕组的接线
控制绕组的接线
励磁绕组中串联电容C的目的是为了产生两相旋转磁场。
适当选择电容的大小，可使通入两个绕组的电流相位差接近 90，因此便产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子便 转动起来。 例：选择电容，可使交流伺服电机电路中的电压电流的相量 关系如图所示。
E E 1 a I cos I cos a 1 1 Z Z Z Z 1 2 1 2
E E 1 b I cos( 120 ) I cos( 120 ) b 1 1 Z Z Z 1 2 Z 1 2
E E 1 c I cos( 240 ) I cos( 24 ) c 1 1 Z Z Z 1 2 Z 1 2
§6.1
伺服电动机
伺服电动机是一种把输入的电信号转换为转 轴上的角位移或角速度来执行控制任务的电 动机，又称执行电动机。按电流种类分，伺 服电动机分为交流和直流两种。
1－转子，2－定子绕组，3－定子，4－内定子 5－机壳，6－端盖。
6.1.1 交流伺服电动机 原理与两相交流异 步电机相同，定子 上装有两个绕组 — 励磁绕组和控 制绕组，在空间相 隔90。
F k NI k NI cos F cos 1 a N a N 1 m 1
F k NI k NI cos( 120 ) F cos( 12 ) 1 b N b N 1 m 1
F k NI k NI cos( 240 ) F cos( 24 )
I 1
+
电机控制器工作原理
电机控制器工作原理
电机控制器是指控制电机运行的设备，它可以控制电机的启动、停止、转速、
转向等运行状态。
电机控制器的工作原理是通过控制电流、电压和频率来实现对电机的精确控制，从而实现各种运行状态的调节和控制。
首先，电机控制器通过控制电流来实现对电机的启动和停止。
在电机启动时，
电机控制器会向电机施加逐渐增大的电流，从而使电机逐渐达到额定转速；在电机停止时，电机控制器会逐渐减小电流，使电机逐渐停止转动。
通过控制电流的大小和变化率，电机控制器可以实现对电机启停过程的精确控制。
其次，电机控制器通过控制电压来实现对电机转速的调节。
通过改变电压的大小，可以改变电机的转速。
电机控制器可以根据需要调节输出电压的大小，从而实现对电机转速的精确控制。
这种方式可以满足不同工况下对电机转速的要求，提高电机的适用性和灵活性。
另外，电机控制器还可以通过控制电机的供电频率来实现对电机转速的调节。
电机的转速与供电频率成正比关系，因此改变供电频率可以实现对电机转速的调节。
电机控制器可以根据需要调节输出频率的大小，从而实现对电机转速的精确控制。
总的来说，电机控制器通过控制电流、电压和频率来实现对电机的精确控制，
从而实现对电机运行状态的调节和控制。
它可以根据不同的工况和要求，实现对电机启停、转速、转向等运行状态的精确控制，提高电机的使用效率和可靠性。
电机控制器的工作原理是基于电机的特性和运行需求，通过精确的控制手段来实现对电机运行状态的灵活调节，是电机控制技术的重要组成部分。
陕西省安装工程消耗量定额电气安装定额第六章 电机
第六章电机一、本章专业术语“电机”系指发电机和电动机的统称，如小型电机检查接线项目，适用于同功率的小型发电机和小型电动机的检查接线。
项目中的电机功率系指电机的额定功率。
二、直流发电机组和多台一串的机组，可按单台电机分别执行相应项目。
三、本章的电机检查接线项目，除发电机和调相机外，均不包括电机的干燥工作，发生时应执行电机干燥项目。
本章的电机干燥项目系按一次干燥所需的人工、材料、机械消耗量考虑的。
四、电机检查、接线项目的界限划分：单台质量在3t以下的电机为小型电机，单台质量超过3t至30t 以下的电机为中型电机，单台质量在30t以上的电机为大型电机。
小型电机按电机类别和功率大小执行相应项目，大中型电机不分交、直流电机一律按电机质量执行相应项目。
五、微型电机分为三类：1.驱动微型电机(分马力电机)系指微型异步电动机、微型同步电动机、微型交流换向器电动机、微型直流电动机等。
2.控制微型电机系指自整角机、旋转变压器、交直流测速发电机、交直流伺服电动机、步进电动机、力矩电动机等。
3.电源微型电机系指微型电动发电机组和单枢变流机等。
其他小型电机凡功率在0.75kW以下的电机均执行微型电机项目，但一般民用小型交流电风扇安装另执行本册第十三章风扇安装项目。
六、各类电机的检查接线项目均不包括控制装置的安装和接线。
七、电机的接地线，不论采用何种材料，均不作换算。
八、电机安装执行第一册相应项目，其电机的检查接线和干燥执行本册相应项目。
九、各种电机的检查接线，规范要求均需配有相应的金属软管，如设计有规定的按设计规格和数量计算。
譬如：设计要求用包塑金属软管、阻燃金属软管或采用铝合金软管接头等，均按设计计算。
设计没有规定时，平均每台电机配金属软管1～1.5m(平均按1.25m)。
工程量计算规则:1.发电机、调相机、电动机的电气检查接线，均以“台”为计量单位。
2.电机干燥项目系按一次干燥所需的工、料、机消耗量考虑的，在特别潮湿的地方，电机需要进行多次干燥，应按实际干燥次数计算。
广联达定额计价之电气部分--第六章电机
第06章电机说明一、本章定额中的专业术语“电机”系指发电机和电动机的统称，如小型电机检查接线定额，适用于同功率的小型发电机和小型电动机的检查接线。
定额中的电机功率系指电机的额定功率。
二、直流发电机组和多台一串的机组，可按单台电机分别执行相应定额。
三、本章的电机检查接线定额，除发电机和调相机外，均不包括电机的干燥工作，发生时应执行电机干燥定额。
本章的电机干燥定额系按一次干燥所需的人工、材料、机械消耗量考虑的。
四、单台电机重量在３ｔ以下的电机为小型电机，单台电机重量超过３t至30t以下的电机为中型电机。
单台电机重量在30ｔ以上的电机大型电机。
大中型电机不分交、直流电机一律按电机重量执行相应定额。
五、微型电机分为三类：驱动微型电机（分马力电机）系指微型异步电动机、微型同步电动机、微型交流换向器电动机、微型直流电动机等；控制微型电机系指自整角机、旋转变压器、交直流测速发电机、交直流伺服电动机、步进电动机、力矩电动机等；电源微型电机系指微型电动发电机组和单枢变流机等。
其他小型电机凡功率在0.75Kw以下的电机均套微型电机定额，但一般民用小型交流电风扇安装另执行本册第十三章的风扇安装定额。
六、各类电机的检查接线定额均不包括控制装置的安装和接线。
七、电机的接地线材质至今技术规范尚无新规定，本定额仍沿用镀锌扁钢（25X4）编制的，如采用铜接地线时，主材（导线和接头）应更换，但安装人工和机械不变。
八、电机安装执行第一册《机械设备安装工程》的电机安装定额，其电机的检查接线和干燥执行本定额。
九、各种电机的检查接线，规范要求均需配有相应的金属软管，如设计有规定的按设计规格和数量计算，譬如：设计要求用包塑金属软管、阻燃金属软管或采用铝合金软管接头等，均按设计计算。
设计没有规定时，平均每台电机配金属软管（综合为）1.25m。
计算规则第2.6.1条发电机、调相机、电动机、风机盘管、户用锅炉电气装置的电气检查接线，均以“台”为计算单位。
第06章主生产计划
10.生产控制及反馈 2020/11/24
长期
3.
预
中期
测
短期
5.粗能力计划 6.库存控制
生产活动报告 • 生产进度报告 • 例外事件报告 • 生产绩效报告
第06章主生产计划
主生产计划（MRP）
2020/11/24
第06章主生产计划
我们先来看个故事 亲爱的夫人，晚上我想带几 个同事回家吃饭，可以吗？”
• MPS与MRP
– MPS与MRP的三种界面
• MPS与 FAS (Final Assembly Schedule)
• 计划时间跨度 • 需求性质 • 工艺阶段
2020/11/24
第06章主生产计划
主生产计划的重要性
• 承上启下：将宏观计划转换为微观计划 宏观计划
需求
供应
微观计划 • 沟通内外：集成市场信息与内部信息
• 计划期 ( Planning horizon )
– 一般应至少覆盖最终品目的累积提前期
• 时间单位 （或称为时段，或时间基准）(Time buckets )
– 作业计划的时间单位应比综合生产计划的时间单位短
• 时间栏（或称为时界） ( Time fence )
– 时间栏明确区分了MPS计划期的确认区间和暂定区间 – 确认区间 ( Firm portion, Frozen portion)
提前订餐 就好了！
紧急订货，要求现货
2020/11/24
第06章主生产计划
ABC 成本法
本次请客共用去254元！！
成本核算
2020/11/24
第06章主生产计划
收益（情感）
感
情
收 益
电机学第七版乌曼课后解答
电机学第七版乌曼课后解答《电机学第七版乌曼》是一本经典的电机学教材，它广泛应用于电气工程和相关领域的教学和研究。
课后解答是一种辅助学习的资源，可以帮助学生巩固和加深对教材内容的理解。
以下是关于《电机学第七版乌曼》课后解答的回答：1. 解答的形式和结构，《电机学第七版乌曼》的课后解答通常以问题和答案的形式呈现。
问题可能是教材中的习题或者是教师根据教材内容编写的额外练习题。
答案则会给出详细的解题步骤和解释，帮助学生理解和掌握解题方法。
2. 解答的内容和范围，《电机学第七版乌曼》课后解答涵盖了教材中各个章节的习题和练习题。
这些题目涉及电机学的基本概念、电磁场理论、电机的工作原理、电机控制等方面的内容。
解答内容会对每个问题进行详细的分析和解释，帮助学生理解题目要求和解题思路。
3. 解答的价值和作用，《电机学第七版乌曼》课后解答对学生的学习有很大的帮助。
通过对习题和练习题的解答，学生可以巩固和加深对教材内容的理解，提高解题能力和应用能力。
解答中的详细步骤和解释也可以帮助学生发现和纠正错误，提高学习效果。
4. 如何获取课后解答，学生可以通过多种途径获取《电机学第七版乌曼》的课后解答。
首先，可以向教师或学校图书馆咨询是否有相关资源提供。
其次，可以在一些教育平台或论坛上搜索相关解答资源。
还可以购买教辅材料或者习题集，其中通常包含有课后习题的解答。
总之，《电机学第七版乌曼》课后解答是一种辅助学习的资源，可以帮助学生巩固和加深对电机学教材内容的理解。
通过仔细阅读和分析解答，学生可以提高解题能力和应用能力，更好地掌握电机学的知识和技能。
电力系统分析：第06章 电力系统无功功率平衡与电压调整
jB T
励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流I0的百分值，约为1％ ~ 2％不随负荷大小的改变而变化，称之为不变损耗；绕组漏抗中损耗
与所带负荷的大小有关，称为可变损耗。在变压器满载时，基本上等于
短路电压Uk的百分值，约为10％。 但对多电压级网络。变压器中的无 功功率损耗就相当可观。变压器的无功损耗是感性的
（三）无功储备
无功平衡的前提是系统的电压水平正常。和有功一样，系统中也应该保 持一定的无功储备。一般取最大负荷的7~8%。
12
例6-1
T-1 110kV
T-2
S% =
G
2 ×100kM
40LD+ j30MVA
某输电系统各元件参数如下：
发电机： 变压器T-1
P每N =台50SMN=W31,.5McVoAs，△= P0.=80358.5kWU，N =
= 42.27 + j37.618(MVA)
若发电机在满足有功需求时按额定功率因数运行，其输出功率
SG = 42.27 + j42.27×tg =42.27+j26.196 (MVA )
此时无功缺额达到
37.618 26.196=11.422(Mvar)
根据以上对无功功率缺额的初步估算，拟在变压器T-2的低压 侧设置10Mvar补偿容量，补偿前负荷功率因数为0.8，补偿后 可提高到0.895.计及补偿后线路和变压器绕组损耗还会减少， 发电机将能在额定功率因数附近运行
(c)饱和电抗器型SR
电容和电感组成滤波电路，滤去高次谐波，以免产生电流和电压的畸变 运行维护简单，损耗较小，对冲击负荷有较强的适应性，可装于枢纽变 电所进行电压控制，也可装于大的冲击负荷侧，如轧钢厂做无功补偿
电机学讲义
具有相当强的理论性（基础性）和实践性（技术性）
内容：绪论～第六章 同步电机 考核： 出勤 15 平时 15 实验 25 期末 40 其它 5
Yanshan University
第六章
同步电机的稳态分析
同步电机的特点：稳态运行时，转子转速与电网频率之间具 有固定不变的关系，即 同步电机主要用作发电机。现代发电站中的交流发电机几乎 都是同步发电机。 也可以用在不需要调速的大型电动机和改善电力系统供电性 能的同步补偿机。 1.同步电机的基本结构、运行状态 2.空载和负载时同步发电机的磁势和磁场 3.同步发电机的基本方程、等效电路、功率和 本章 转矩方程 主要内容 4.分析同步发电机运行特性和与电网的并联 5.同步电动机和同步补偿机 Yanshan University 6.同步发电机的不对称运行
Yanshan University
Yanshan University
二、同步电机的运行状态 稳态情况下，定子产生的气 隙旋转磁场和转子绕组通过 直流产生的转子磁极之间一 直保持相对静止。 它们之间相互作用产生电磁 转矩，进行能量转换。 电动机——把电能转换为机械能
补偿机——没有有功功率的转换， 只发出或吸收无功功率 发电机——把机械能转换为电能
相量图和等效电路图
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6.4 凸极同步发电机的电压方程和相量图
凸极同步电机的气隙沿电枢圆周是不均匀的。因此做定量 分析时常采用双反应理论。 一、双反应理论 凸极同步电机的气隙是不均匀的，极面下气隙较小， 两极之间气隙较大，故直轴下单位面积的气隙磁导 要比交轴下单位面积的气隙磁导 大很多。 当正弦分布的电枢磁动势作用在直轴上时，由于 较 大，故在一定大小的磁动势下，直轴基波磁场的幅值 相对较大，而交轴基波磁场幅值 将明显较小。
电机控制的技术课程设计
电机控制的技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电机控制的基本原理，包括电机的工作原理、类型及适用场合。
2. 使学生了解电机控制技术中的关键参数，如电压、电流、频率等，并能运用这些参数进行基本的电机控制计算。
3. 引导学生理解电机控制系统中的主要组成部分，如控制器、驱动器、传感器等，并掌握它们在系统中的作用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行电机控制电路设计与搭建的能力，能够独立完成简单的电机控制实验。
2. 提高学生运用电机控制技术解决实际问题的能力，例如实现电机的启动、停止、正反转、速度调节等功能。
3. 培养学生运用电机控制软件进行编程、调试和优化电机控制系统性能的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机控制技术的兴趣，激发他们探索电机控制领域的好奇心。
2. 培养学生团队协作精神，提高沟通与表达能力，使他们能够在团队中发挥积极作用。
3. 引导学生认识到电机控制技术在生产、生活和国防等领域的广泛应用，增强他们的社会责任感和使命感。
本课程针对高中年级学生，结合电机控制技术课程特点，注重理论联系实际，以实用性为导向，旨在培养学生的电机控制技术素养和实际操作能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 电机控制原理：讲解电机的工作原理、类型及适用场合，包括直流电机、交流电机、步进电机等。
- 教材章节：第一章 电机控制概述- 内容：电机的基本结构、原理、分类及性能特点。
2. 电机控制技术关键参数：介绍电压、电流、频率等参数在电机控制中的应用，并进行相关计算。
- 教材章节：第二章 电机控制参数与计算- 内容：电机控制参数的含义、计算方法及实际应用。
3. 电机控制系统组成：分析控制器、驱动器、传感器等组成部分在电机控制系统中的作用。
- 教材章节：第三章 电机控制系统组成- 内容：控制器、驱动器、传感器等的工作原理及功能。
4. 电机控制电路设计与搭建：讲解电机控制电路的设计方法，指导学生进行实际操作。
电工技术(第4版)
教材目录
（注：目录排版顺序为从左列至右列）
教学资源
《电工技术（第4版）》的数字资源站，其主要内容为教师授课电子教案（PPT可下载）、附录、动画、重点 难点讲课视频、部分课后习题答案，以及史仪凯教授在“2020年高等学校电气名师大讲堂”的讲课视频。
《电工技术（第4版）》配有二维码资源（部分讲义、习题讲解、动画、视频、附录、课后习题答案）。 《电工技术（第4版）》配有慕课——“电工学”。
该书由西安交通大学马西奎教授审阅，提出了意见和修改建议。该书先后得到了一些教师和读者的，他们提 出了一些建设性意见；并且得到了高等教育出版社、西北工业大学的支持。
2021年5月17日，《电工技术（第4版）》由高等教育出版社出版发行。
内容简介
该书共12章，第1章介绍无源、有源电路元件及电路的工作状态和基本定律等内容，第2章介绍叠加定理、戴 维南定理与诺顿定理等电路分析方法，第3章介绍换路定则、一阶电路瞬态过程的分析、RC电路的脉冲响应相关 知识，第4章介绍交流电、RLC串联交流电路、功率因数相关内容，第5章介绍星形联结与三角形联结的三相电路 等知识，第6章介绍磁路的基本概念和变压器的相关知识，第7章介绍三相异步电动机的有关知识，第8章介绍直 流电动机的相关内容，第9章介绍了几种控制电动机，第10章介绍电气自动控制技术等内容，第11章介绍可编程 序控制器的原理及应用等知识，第12章介绍电气电测技术有关内容。书后列有4个附录。
该书由西北工业大学史仪凯担任主编并负责统稿，袁小庆、王文东担任副主编。其中绪论、第4章、第7章由 史仪凯编写并改写部分章节，第1章、第9章由袁小庆编写，第2章由向平编写，第3章由李俊华编写，第5章由张 华编写，第6章由李启鹏编写，第8章由李志宇编写，第10章由赵敏玲编写，第11章由王文东编写，第12章由王引 卫编写，部分附录由刘雁和赵妮编写。
交流电机直接转矩控制策略综述
直接转矩控制的基本 原理与实现方法
直接转矩控制的基本原理是通过控制 电机的电压和电流，实现对电机定子 磁链的幅值和相位的控制，进而实现 对电机转速的精确控制。其核心是采 用空间矢量脉宽调制（SVPWM）技 术，通过计算得到所需的电压矢量， 实现对电机的精确控制。
直接转矩控制的优化 方法
为了进一步提高直接转矩控制的性能 ，许多学者提出了各种优化方法。其 中包括采用模糊逻辑、神经网络等智 能控制方法，以及采用预测控制、自 适应控制等现代控制方法。
缺点
03
对电机参数依赖较大，鲁棒性较差。
电流型直接转矩控制
控制原理
通过实时计算电机转矩和磁通量，并控制电流矢量以实现转矩和磁通量的解耦控制。
优点
对电机参数依赖较小，鲁棒性较好。
缺点
控制结构较为复杂，计算量大，调速范围较窄。
矢量控制与直接转矩控制的比较
01
控制原理
矢量控制通过将电流分解为直轴和交轴电流，分别控制电机的转矩和
控制优化
根据性能评估结果，对控制算法进行改进和优化，提高控制性能和系统稳定性。
06
总结与展望
研究成果总结
提出了一种新颖的直接转矩控制策略 ，有效提高了交流电机的动态性能和 鲁棒性。
针对不同类型和应用场景的交流电机 ，研究了一系列优化控制算法，实现 了高效的转矩控制。
通过实验验证了所提策略的有效性， 与现有方法相比，所提方法具有更高 的控制精度和更低的能耗。
使用现场可编程门阵列（FPGA）作为控制器，具有高并行度和高灵活性。
控制算法
FPGA控制器实现各种控制算法，包括空间矢量控制、直接转矩控制等，以提高 电机控制的性能和速度。
基于PLC的实现方法
PLC控制器
控制电机(第四版)陈隆昌-阎治安-课后答案
控制电机(第四版)陈隆昌-阎治安-课后答案第二章1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。
由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。
2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何?答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。
电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。
当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。
4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。
而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。
基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。
同样可以证明ea ∝n2。
因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。
所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。
为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。
无刷电机控制基础
无刷电机控制基础定则
1、左手定则
电机转动受力分析的基础，简单说就是磁场中的载流导体，会受到力的作用。
让磁感线穿过手掌正面，手指方向为电流方向，大拇指方向为产生磁力的方向。
2、右手定则
产生感生电动势的基础，跟左手定则的相反，磁场中的导体因受到力的牵引切割磁感线产生电动势。
让磁感线穿过掌心，大拇指方向为运动方向，手指方向为产生的电动势方向。
3、右手螺旋定则
用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端就是通电螺旋管的N极。
这个定则是通电线圈判断极性的基础，红色箭头方向即为电流方向。
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船舶电机及电器控制
2012-8-12
在应用中，自整角机总是成对使用，一个作 为发送，一个作为接收。
由于使用上的不同，有控制式和力矩式两种。
轮机工程学院船电系
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船舶电机及电器控制
2012-8-12
1 控制式自整角机 控制式自整角机又称 为变压器式自整角机。
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2012-8-12
2. 直流伺服电动机 结构： 与直流电动机基本 相同,为减小转动惯 量做得细长一些。 工作原理： 与直流电动机相同。 U
放 U2 大 M 器
Ia
If
U1
U1为励磁电压
U2为电枢电压
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供电方式：他励 励磁绕组和电枢由 两个独立电源供电 U
放 U2 大 M 器
Ia
If
U1
U1为励磁电压
U2为电枢电压
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直流伺服电机的机 械特性公式与他励 直流电机一样
n U2 K E Ra K E KT
2
U
T
放 U2 大 M 器
Ia
If
U1
U1为励磁电压
U2为电枢电压
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T
1
T"
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（2）交流伺服电机 R2设计得较大，使Sm>1， Tst大，启动迅速，稳定运行范围大。
sm R2 / X
20
T max KU
2 1
1 2X
20
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（3）控制电压 U2 大小变化时，转子转速相 应变化，转速与电压 U2 成正比。U2 的 极性改变时，转子的转向改变。
U
检 测 元 件
放 大 器
I 2 U2
控制绕组的接线
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工作时两个绕组中产生的电流 I1 和 I 2 的相位
差近90°，因此便产生旋转磁场。在旋转磁场的 作用下，转子转动起来。
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交流伺服电动机的特点：
（1）U2= 0 时，转子停止。
虽然U2 =0V，U1仍存在，似乎成单相运行状
态，但和单相异步机不同。
若单相电机启动运行后，出现单相后仍转。
伺服电机不同，单相电压时设备不能转。
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原因：交流伺服电机 R2设计得较大。所以在
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第一节 伺服电动机
2012-8-12
伺服电动机是一种 把输入的电信号转 换为转轴上的角位 移或角速度来执行 控制任务的电动机。 又称执行电动机
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2012服电动机
直流伺服电动机
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船舶电机及电器控制
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当发送机的转子转动一 个角度后 '
两电机 绕组中的各相 电动势不再平衡，因 而产生电流，在磁场 的将产生转矩。总是 力图使两转子的位置 趋向一致。
发送机
接受机
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接收机的转子在转矩 的作用下产生了随动 ' 动作，直至
U2 U
m
sin
Um为输出电压最大值
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可以证明，只要失调 角δ 不等于零，自整 角变压器的单相绕组 便有电压输出。δ = 0，U2=0。
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通常自整角变压器的输出电 压经电子放大器放大后接到 交流伺服电动机的控制绕组 上，伺服电动机带动负载作 同步转动。
U2=0时，交流伺服电机的T=f(s)曲线如下图：
T 正转 T'
0 2 反转 2 s' 0 s"
T 正转 T'
0 2 1
反转 2 s' 0 s"
1
T
1
T
1
T"
T"
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当U2=0V时，脉动磁场 分成的正反向旋转磁 场产生的转距T、T 的合成转矩 T 与单相 异步机不同。
同时伺服电动机经齿轮减速 器与接收机转轴相连，当接 收机的转轴被带动与发送机 转过同一角度时，接收机输 出电压为零，伺服电动机也 停止工作。
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2 力矩式自整角机 其功能是同步传递角度 在发送机中，这三个电动势 分别为 E s1 ， s 2 和 E s 3。在接 E 's 1 ， ' s 2 E 收机中，分别为 E ' E s 3。 和
n T n
T
交流伺服电动机的机械特性曲线( U1=const )
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应用
交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100W，
电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广 泛，如用在自动控制、温度自动记录等系统中。
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1. 交流伺服电动机
控制绕组
内定子
原理与两相交流异 步电机相同，定子 上装有两个绕组 — 励磁绕组和控 制绕组，在空间相 隔90。
励磁绕组
杯形转子
交流伺服电动机结构图
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因而在输出绕 组中产生与励 磁电压频率相 同的感应电动 势，输出绕组 两端得到频率 相同的输出电 压。
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其大小与磁通 Φ2成正比，输 出电压 U2 与励磁 电压 U1 及转子转 速成正比。
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n
T
机械特性曲线
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由机械特性可知：
n
U1（即磁通）不变时， 一定的负载下，U2,n。 U2=0时，电机立即停转。
机械特性曲线
T
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反转： 电枢电压的极性改变，电机反转。
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例：选择电容，可使交流伺服电机电路中的 电压电流的相量关系如图所示。
U C I1
U
U1
U 1
1
I1
U
UC
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励磁绕组的接线
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控制信号
控制电压 U 2 与 电源电压 U 两 者频率相同，相 位相同或反相。
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应用：
直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。经
常用在功率稍大的系统中，它的输出功率一 般为1-600W。它的用途很多，如随动系统中 的位置控制等。
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第二节 测速发电机
2012-8-12
测速发电机是一种把机械上的旋 转角速度转变成电信号的发电机
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测速发电机旋转时 转子导体因切 割磁通Φ 1而 产生电动势和 电流。
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E 2 和 I2 与 磁 通
Φ 1 及转子转速 n成正比，转子 电 流 I2 产 生 磁 通Φ 2 ，两者也 成正比，磁通 Φ 2 的方向与输 出绕组的轴线 方向一致。
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空心杯转子测 速发电机与直 流测速发电机 相比，具有结 构简单、工作 可靠等优点， 是目前较为理 想的测速元件。
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磁通与输出绕组 的轴线一致，因 而在其中感应出 电动势，两端就 有一个输出电压 即
发送机 接受机
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当两转子具有相同位置时 '
E s1 E s1 ,
E s2 E s2 ,
E s3 E s3
因而不产生电流，也没 有电磁转矩，两电机静 止不动。