电力拖动自动控制系统(13.3)
电力拖动自动控制知识
电力拖动自动控制知识1. 概述电力拖动自动控制是一种常见的控制方式，用于控制机械设备的运动。
它通过电力传动实现机械设备的自动控制和操作。
本文将介绍电力拖动自动控制的基本原理、应用领域以及关键技术。
2. 基本原理电力拖动自动控制的基本原理是通过电机驱动机械设备的运动。
电机通过电力传动装置（如齿轮、皮带、链条等）将机械能传递给被控制的设备，从而实现设备的运动控制。
电力拖动自动控制通常包括电机、传动装置、控制器和传感器等组成部分。
电机是电力拖动自动控制系统的核心组件。
常见的电机包括直流电机、交流电机和步进电机等。
电机的选择应根据被控制设备的特性和要求进行。
2.2 传动装置传动装置用于将电机的旋转运动转换为被控制设备的线性或旋转运动。
常见的传动装置包括齿轮传动、皮带传动和链条传动等。
传动装置的选择应根据被控制设备的运动方式和要求进行。
2.3 控制器控制器是电力拖动自动控制系统的核心控制部分，负责控制电机的运行状态和运动参数。
控制器根据传感器反馈的信息，通过算法对电机进行控制。
常见的控制器包括PLC（可编程逻辑控制器）、微控制器和计算机等。
传感器用于感知被控制设备的状态和运动参数，并将这些信息反馈给控制器。
常见的传感器包括位置传感器、速度传感器和力传感器等。
传感器的选择应根据被控制设备的特性和要求进行。
3. 应用领域电力拖动自动控制广泛应用于工业自动化领域，用于控制各种机械设备的运动。
下面是一些常见的应用领域：3.1 生产线控制电力拖动自动控制在生产线控制中起到重要作用。
它可以实现生产线上设备的自动运行、节约人力资源，并提高生产效率和质量。
3.2 机械加工电力拖动自动控制在机械加工中广泛应用。
它可以实现机床的自动运行和工件的自动加工，提高加工精度和效率。
3.3 交通运输电力拖动自动控制在交通运输中也有应用。
例如，地铁和电车的自动驾驶系统使用了电力拖动自动控制技术，实现列车的自动运行和停靠。
4. 关键技术电力拖动自动控制涉及到多个关键技术，以下是一些常见的关键技术：4.1 电机控制技术电机控制技术是电力拖动自动控制的核心技术之一。
电力拖动自动控制系统—运动控制系统第1章绪论
随着环保意识的提高，电力拖动 自动控制系统将更加注重节能减 排和资源循环利用，实现绿色环 保的生产方式。
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提高产品质量
自动化控制能够减少人为误差，提高 产品加工精度和一致性，从而提高产 品质量。
提升工业安全
自动化控制能够减少人工操作，降低 操作风险，提升工业安全。
电力拖动自动控制系统在工业中的应用案例
数控机床
自动化生产线
电力拖动自动控制系统用于数控机床的进 给轴、主轴等部分，实现高精度、高效率 的加工。
重要性
在现代工业生产中，电力拖动自动控制系统已成为不可或缺的重要技术手段， 它能够提高生产效率、降低能耗、保证产品质量和生产安全，对于实现工业自 动化和智能化具有重要意义。
电力拖动自动控制系统的历史与发展
历史
电力拖动自动控制系统的发展可以追溯到20世纪初，随着电力技术和控制理论的 发展，电力拖动自动控制系统经历了从简单到复杂、从手动到自动的演变过程。
重要性
在现代工业自动化生产中，运动控制 系统扮演着至关重要的角色，它能够 提高生产效率、降低能耗、提升产品 质量，是实现自动化生产的关键技术 之一。
运动控制系统的基本组成
控制器
用于接收输入信号，根据控制 算法计算输出信号，并输出到
执行机构。
执行机构
根据控制器输出的信号，驱动 电动机转动，实现运动控制。
特性。
交流电力拖动系统
采用交流电动机作为动力源，具有 结构简单、价格低廉、维护方便等 优点。
伺服电力拖动系统
采用伺服电动机作为动力源，具有 高精度、高响应速度和高稳定性的 特点，常用于精密控制领域。
电力拖动系统的基本特性
调速性能
电力拖动自动控制系统课设
电力拖动自动控制系统课设一、引言电力拖动自动控制系统是一种用于控制和驱动电力动力设备的自动化系统。
它通过将电力传递到动力设备上，实现自动控制和驱动，在工业生产中起到重要的作用。
本文将介绍电力拖动自动控制系统的设计和实施。
二、系统设计2.1 系统需求分析在设计电力拖动自动控制系统之前，首先需要进行需求分析。
根据实际情况和用户要求，明确电力拖动自动控制系统所需的功能和性能。
2.2 系统功能设计基于系统需求分析的结果，确定电力拖动自动控制系统的功能设计。
包括控制模块、驱动模块、传感模块等，以实现系统的自动化控制和驱动。
2.3 系统硬件设计根据系统功能设计的结果，进行系统硬件设计。
选择适当的硬件设备，包括计算机、PLC、电机、传感器等，以满足系统的需求，并确保硬件设备的稳定性和可靠性。
2.4 系统软件设计在系统硬件设计的根底上，进行系统软件设计。
包括编写控制程序、驱动程序和界面程序等，以实现系统的自动化控制和监控。
3.1 系统搭建根据系统设计的结果，进行系统搭建。
连接硬件设备，安装软件程序，并进行测试和调试，确保系统能够正常工作。
3.2 系统运行在系统搭建完成后，进行系统运行。
对系统进行实际操作和测试，验证系统的功能和性能是否符合需求。
3.3 系统优化在系统运行过程中，发现问题和缺乏之处，进行系统优化。
对硬件设备和软件程序进行调整和改进，提高系统的性能和稳定性。
电力拖动自动控制系统广泛应用于工业生产中，具有自动化程度高、效率高、平安可靠等优点。
例如，在生产线上实现自动化装配和操作，提高生产效率和产品质量。
五、系统总结电力拖动自动控制系统是一种重要的自动化系统，能够满足工业生产中对于控制和驱动设备的需求。
本文介绍了电力拖动自动控制系统的设计和实施过程，包括系统需求分析、功能设计、硬件设计、软件设计、系统搭建、系统运行和系统优化等。
通过系统的实施和应用，可以提高生产效率和产品质量，为工业生产带来重要的价值。
电力拖动自动控制系统
第三节 无转速超调的转速电流双闭环控制系统
二、转速变化时自动提高转速反馈电压 2、采用转速微分负反馈（P154） 将转速反馈信号与该信号的导数叠加，造成转速调节器提前退出饱和 状态。当实际转速依靠惯性升到额定转速时，并且进入稳定状态时，叠加 上去的导数部分变为零，反馈信号自动恢复到原来数值。来避免实际转速 出现超调现象。实现电路原 理如图所示。 为什么该电路就能使转 速调节器提前退出饱和状态， 避免转速出现超调现象呢？
让电感上的电流发生冲突变无法实现，但让一个处于饱和状态的调节器退出输出饱和状态是非常容易的！为什么？
对于一个处于输出饱和状态的PI 调节器，无论输入偏差信号的极性变化是如何构造出来的，也不管输入偏差信号的极性变化发生在什么时刻，只要输入偏差信号的极性发生变化，该PI调节器的输出就会退出饱和状态。
第三节 无转速超调的转速电流双闭环控制系统
对于动态指标要求比较高的系统一般不允许出现超调。 解决这个问题是的基本方法是让转速调节器提前退出饱和。让转速调节器提前退出饱和的方法目前国内外广泛采用的有两种方法： 其一：瞬间降低转速给定电压； 其二：自动提高转速反馈电压。
第三节 无转速超调的转速电流双闭环控制系统
ASR饱和
ACR饱和
一、带电流变化率内环的三环调速系统
1.系统构成
注意：5) 我们引入电流微分负反馈的目的是为了能够实现电流变 化率的可控性和减缓传动机械之间的冲击强度或满足某种工程上的 特殊要求。
一、带电流变化率内环的三环调速系统
2.系统特点
1)电流微分环可以明显地降低当电流发生断续时引起触发器传递函数KS发 生变化导致对整个调速控制系统的影响。
第三节 无转速超调的转速电流双闭环控制系统
二、转速变化时自动提高转速反馈电压 注意：上述所有无超调技术，只是避免了电动机转速的超调，转 速调节器仍然有超调现象的出现。(P155) 因为如果转速调节器不出现超调，转速调节器的输入偏差电压就 不可能改变极性，转速调节器的输入偏差电压不改变极性，转速调节 器的输出就不可能退出饱和状态。
电力拖动自动控制系统说明书
图书基本信息书名：<<电力拖动自动控制系统>>13位ISBN编号：978711127746010位ISBN编号：7111277465出版时间：2010-1出版时间：机械工业作者：阮毅//陈伯时页数：275版权说明：本站所提供下载的PDF图书仅提供预览和简介，请支持正版图书。
更多资源请访问：前言本教材第l版的书名是《自动控制系统》，于1981年出版；第2版改名为《电力拖动自动控制系统》，1992年出版，荣获第三届机械部优秀教材一等奖；作为普通高等教育“九五”国家级重点教材的第3版改名为《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》，于2003年出版。
现根据教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材的要求，在第3版基础上修订成为第4版，仍沿用第3版的书名。
本书适用于高等院校电气工程与自动化、电气工程及其自动化、自动化专业本科“运动控制系统”或“电力拖动自动控制系统”课程教学，也可作为电力电子与电力传动、工业自动化等相关学科硕士研究生用书，还可供从事电力拖动控制系统的工程技术人员参考。
第3版主要体现了三方面的技术进步：1）全控型电力电子器件取代半控型器件，变换技术由相位控制转变成脉宽调制；2）模拟电子控制让位于数字电子控制；3）交流可调拖动系统逐步取代直流拖动系统，交流拖动控制技术本身也有不小的进展。
第4版在继承第3版上述三项进步特征的基础上，更将计算机仿真与辅助设计逐步融入运动控制系统的性能分析与设计中。
教材的主线仍然是控制系统的原理、分析和设计。
本次修订的主要思路是：继承前三版的特色，理论与实际相结合，应用自动控制理论解决运动控制系统的分析和设计等实际问题。
以转矩和磁链（磁通）控制规律为主线，由简入繁、由低及高地循序渐进，按照从开环到闭环、从直流到交流、从调速到伺服的层次论述运动控制系统的静、动态性能和设计方法。
本书内容涵盖：可控电源.电动机系统的特殊问题及机械特性，调速系统的性能指标，交、直流调速系统及伺服系统的工作原理和结构，反馈控制的基本特点，反馈控制系统的静态和动态性能指标及分析方法，调节器结构及参数的设计方法，反馈控制系统的实现，计算机仿真在控制系统中的应用等。
《电力拖动自动控制系统》课程实验教学教学大纲概要
《电力拖动自动控制系统》课程实验教学教学大纲Auto-Control System of Electric Drive课程代码：020216课程类别：专业课适用专业：电气工程及自动化等学时数：实验学时：16学分数：先修课程：电路原理、电子技术、电力电子技术、自动控制原理、电机及电力拖动教材：《电力拖动自动控制系统实验指导书》孙茂松主编自编参考书目：《电力拖动自动控制系统》陈伯时主编机械工业出版社执笔：孙茂松审核：姚明林批准：关榆君一．课程性质与地位电力拖动自动控制系统是电气工程及自动化专业的一门专业课。
本课程着重研究电力拖动的基本规律，静、动态性能分析和工程设计方法。
通过本课程的学习是学生获得：直流调速系统的分析和设计方法；交流调速系统的分析和设计方法。
是一门综合性、理论性和实践性都很强的课程，使学生达到能综合运用学过的专业知识，根据生产工艺的具体要求，实现对电机的控制和对一般自动控制系统的分析和设计，从而培养学生独立分析、解决自动控制系统方面问题的能力。
二．课程教学目标本实验的目的是培养学生掌握电力拖动自动控制系统基本理论、分析和计算方法、实验技能，为从事实际电力拖动自动控制系统工作打下良好的基础。
因此实验在教学中占据着十分重要的位置。
通过实验使学生对所学理论知识有进一步深刻的理解，对电力拖动自动控制系统有一定的感性认识，并锻炼学生的实际动手能力。
三．实验项目及学时分配四．实验教学环节安排和考核办法1．实验环节和要求（1）主电路参数的测量，综合性，2学时，必做实验。
（2）单闭环不可逆直流调速系统实验，综合性，2学时，必做实验。
（3）双闭环不可逆直流调速系统实验，综合性，2学时，必做实验。
（4）串联二极管式电流型变频调速系统，综合性，2学时，选做实验。
（5）晶闸管直流调速系统主要单元的调试，综合性，4学时，选做实验。
（6）逻辑无环流可逆直流调速系统实验，综合性，4学时，选做实验。
2．实验内容简介（1）主电路参数的测量实验主要使学生掌握主电路参数的测量方法。
电力拖动自动控制系统(第三版)(陈伯时)主编大学
电力拖动自动控制系统（第三版）（陈伯时）主编大学引言电力拖动自动控制系统在现代工业中起着至关重要的作用，它能够有效地控制和操作各种电动设备，减轻人工劳动强度，提高工作效率和安全性。
本文档将介绍《电力拖动自动控制系统》第三版，该版本由陈伯时主编，涵盖了大学教学的相关内容。
1. 拖动系统的基本原理1.1 拖动系统的定义拖动系统是指通过电动机、传动装置和控制装置来实现对机械装置或工业设备的控制和操作。
它可实现运动的平稳性、快速性和精准性，广泛应用于工业生产中。
1.2 拖动系统的组成拖动系统主要由电动机、传动机构和控制系统三部分组成。
电动机提供动力，传动机构将电动机的转速和转矩传递给被控对象，控制系统负责控制和调节拖动系统的运行。
2. 电动机的选择与控制2.1 电动机的分类根据拖动系统的要求，电动机可以分为直流电动机和交流电动机两种。
直流电动机具有调速范围广、起动转矩大等优点，交流电动机具有结构简单、可靠性高等特点。
2.2 电动机的控制电动机的控制包括起动、制动、调速和定位等方面。
常用的电动机控制方法有电压、电流和频率控制法，通过改变电机终端电压、电流和频率来实现电动机的控制和调节。
3. 传动装置的选择与设计3.1 传动装置的分类传动装置主要分为机械传动和液压传动两种。
机械传动包括齿轮传动、皮带传动和链传动等，液压传动则利用液压系统将液压压力转化为机械能传递。
3.2 传动装置的设计原则传动装置的设计应考虑到传动效率、传动可靠性和传动误差等因素，合理选择传动比和传动元件，以实现拖动系统的高效运行。
4. 拖动系统的控制策略4.1 开环控制开环控制是一种基本的控制策略，通过设定输入信号来控制输出信号，但无法对输出信号进行实时调节和修正。
它适用于一些简单的拖动系统。
4.2 闭环控制闭环控制是一种反馈控制策略，通过监测和比较输出信号和参考信号的差异，实现实时调节和修正。
它适用于复杂的拖动系统，能够提高控制的稳定性和精确性。
电力拖动自动控制系统 公开课
电力拖动自动控制系统公开课一、介绍1. 电力拖动自动控制系统是一种自动控制系统，它利用电力传动装置实现对机械设备的控制。
通过电力拖动自动控制系统，可以实现对设备的远程控制和自动化操作，提高生产效率和安全性。
2. 电力拖动自动控制系统在工业生产中具有广泛的应用，包括制造业、矿山、交通运输等领域。
掌握电力拖动自动控制系统的原理和应用对于工程技术人员来说至关重要。
二、原理和组成1. 电力拖动自动控制系统的核心是电动机，它通过转换电能为机械能来驱动设备。
控制系统通过控制电动机的运行来实现对设备的控制。
2. 电力拖动自动控制系统包括传动装置、传感器、控制器等组成部分。
传感器用于采集设备运行状态的信息，控制器根据传感器的信息来调节电动机的运行状态，从而实现对设备的控制。
三、应用和优势1. 电力拖动自动控制系统可以应用于各种设备，如起重机、输送带、机床等。
它能够实现对设备的远程控制，提高了设备的可靠性和安全性。
2. 电力拖动自动控制系统还可以实现对设备的自动化操作，减少了人力成本，提高了生产效率。
在一些危险环境中，电力拖动自动控制系统可以代替人工操作，降低了安全风险。
四、未来发展趋势1. 随着工业自动化水平的不断提高，电力拖动自动控制系统将会得到更广泛的应用。
未来，电力拖动自动控制系统将更加智能化，能够实现对设备运行状态的实时监测和预测维护。
2. 电力拖动自动控制系统还将更加注重节能和环保，通过优化控制策略和技术手段，实现对设备能耗的有效管理，降低对环境的影响。
五、结语1. 电力拖动自动控制系统是一种重要的自动控制技根据上面的内容进行扩写，接下来我们来具体深入了解电力拖动自动控制系统的应用及其在工业领域中的重要性。
六、应用案例1. 电力拖动自动控制系统在制造业中的应用案例：在制造业中，许多生产设备都采用电力拖动自动控制系统，如数控机床、注塑机、冲床等。
这些设备需要精准的运行和控制，电力拖动自动控制系统可以帮助设备实现高效稳定的运行，提高生产效率和产品质量。
绪论(电力拖动自动控制系统)
目前，电力拖动自动控制系统已经广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输、航空航天等。随着 人工智能、物联网等技术的不断发展，电力拖动自动控制系统正朝着智能化、网络化、集成化的方向 发展。
研究目的和意义
研究目的
研究电力拖动自动控制系统的目的是为了更好地满足生产工艺要求，提高生产效率和产品质量，降低能源消耗和 环境污染。
电力拖动自动控制系统在汽车制造流水线上实现精准定位和高效传 输，提高生产效率和产品质量。
食品加工行业
通过电力拖动自动控制系统对食品加工生产线进行自动化改造，实 现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率和食品安全水平。
机械制造行业
电力拖动自动控制系统在机械制造行业广泛应用于数控机床、自动化 生产线等领域，提高加工精度和生产效率。
单设备调试
分别测试传感器、执行器等设备的性能，确保正 常工作。
系统联调
将所有设备连接起来进行系统测试，检查系统整 体性能是否满足要求。
故障排查与处理
针对调试过程中出现的问题进行排查和处理，确 保系统稳定运行。
PART 06
电力拖动自动控制系统应 用领域及前景展望
工业生产线自动化改造案例分享
汽车制造行业
https://
2023 WORK SUMMARY
绪论(电力拖动自动控 制系统)
REPORTING
https://
目录
• 绪论 • 电力拖动自动控制系统基本原理 • 电力拖动自动控制系统类型与特点 • 电力拖动自动控制系统性能指标评价方法 • 电力拖动自动控制系统设计与实现方法 • 电力拖动自动控制系统应用领域及前景展望
智能家居领域应用前景探讨
家庭自动化设备
电力拖动自动控制系统可用于智能家居设备，如智能窗帘、智能 照明等，实现家庭环境的自动化和智能化。
《电力拖动自动控制系统》学习心得
《电力拖动自动控制系统》学习心得电力拖动自动控制系统是现代工业生产中广泛应用的一种自动控制方式。
我在学习这门学科期间，深入了解了电力拖动自动控制系统的原理、组成及其在实际工程中的应用。
通过理论学习和实际操作实践，我对这门学科有了更加深入的理解，并且掌握了一定的应用技巧。
在学习的初期，我系统地学习了电力拖动自动控制系统的基本原理。
了解到电力拖动是通过电动机作为执行机构，实现对机械设备的控制和传动的过程。
而自动控制则是通过传感器、控制器和执行机构相互配合，实现对工艺过程的自动调节。
这让我对电力拖动自动控制系统有了一个整体的认识。
在理论学习的过程中，我主要学习了电力拖动系统的组成部分。
包括电源、电动机、控制器、传感器和负载等。
其中，电源为电动机提供所需的动力，电动机将电能转化为机械能；控制器根据传感器反馈的信号实现对电动机的控制；传感器用于监测工艺过程的参数，并将信号送回控制器；负载则是电动机动力转化的目标对象。
通过学习这些组成部分，我能够知道各个部分的功能和作用，从而更好地理解电力拖动自动控制系统的工作原理。
在学习的过程中，我还深入了解了电力拖动自动控制系统在实际工程中的应用。
其中，我主要了解了电力拖动在机械、冶金、石化和电力等行业的应用。
如在机械行业中，电力拖动可以应用于起重机械、工程机械和数控机床等设备；在冶金行业中，电力拖动可以应用于转炉和连铸设备等；在石化行业中，电力拖动可以应用于石油和化工设备等；在电力行业中，电力拖动可以应用于发电机组和变电站等。
通过了解这些应用案例，我更加深入地认识到电力拖动自动控制系统在实际工程中的重要性和广泛应用性。
除了理论学习，我还进行了一些实际操作的实践。
在实验室中，我学习了电力拖动自动控制系统的搭建和调试。
通过实际操作，我对电力拖动自动控制系统的不同部分有了更加直观的认识，并且学会了一些实际应用技巧。
在实验过程中，我还发现了一些问题，如电源电压不稳定、控制器参数设置不准确等，这让我更加深刻地认识到了实践中的一些难点和挑战。
电力拖动自动控制系统
电力拖动自动控制系统这门课讲述了两种主要的拖动控制系统（由电机，检测和控制部分组成）：直流拖动控制系统和交流拖动控制系统。
不管是直流系统还是交流系统，都是将电机接入主电路，然后由检测装置来检测信号（转速，电流，电压等）反馈给控制部分，控制部分对控制信号（可控原件如晶闸管的驱动信号）经行调整从来实现自动控制。
直流拖动控制系统经典的闭环调速系统：与电动机同轴一起安装一台测速发电机TG，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压Un，与给定电压Un想比较之后，得到转速偏差电压，经过放大器A，产生电力电子变换器UPE所需的控制电压Uc，用以控制电动机的转速。
其中UPE是电力电子变换器，其输入接三相交流电源，输出为可控的直流电压Ud，可以是晶闸管可控整流器。
在这个系统中，根据自动控制原理，反馈控制系统是按被调量的偏差经行控制的，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。
转速，电流双闭环直流调速系统：为了实现转速和电流双闭环调速，引入了转速付馈和电流负反馈，把转速调节器ASR的输出当作电流调节器ACR的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE,因此从其结构上看电流环为内环，转速环为外环。
图中TA为电流互感器，用于测量输入电流大小，其测量值经过整流后即是电流的测量信号。
交流拖动控制系统经典的异步电动机调速系统：图中最上面的部分由二极管整流器和全控开关IGBT （Insulated-gate Bipolar Transistor）组成的PWM逆变器，构成交-直-交电压源型变压变频器。
在这里面同样是先整流，再逆变，在逆变的过程中频率和电压都是可调的，因此可以实现控制。
图中的两个电容是起滤波作用的。
这里，将检测部分与cpu连接，中间需要有数模转换和模数转换的部分，即digital-analog。
原理与直流调速系统类似，只是设备复杂一些，都构成了负反馈式的自动控制系统。
电力拖动自动控制系统介绍
电力拖动自动控制系统介绍电力拖动自动控制系统是一种基于电力传动原理的自动控制系统，广泛应用于机械设备的驱动和控制中。
该系统通过电动机将电能转化为机械能来驱动机械设备，利用传感器感知环境信号并通过自动控制器对电机进行控制，实现对机械设备的自动化控制。
电力拖动自动控制系统主要由电动机、传感器、自动控制器和驱动装置组成。
电动机是系统的动力源，通过电能转换为机械能来驱动机械设备。
传感器用于感知机械设备的状态和环境参数，如位置、速度、力等。
自动控制器负责接收传感器的信号并根据预设的控制策略对电动机进行控制，实现对机械设备的自动化控制。
驱动装置用于将控制信号转化为电机驱动信号，控制电机的启停、转速和转向。
首先，系统的控制精度高。
由于电力传动具有快速响应、高精度和可调性的特点，可以实现对机械设备的精确控制。
其次，系统的抗干扰能力强。
电力传动系统能够通过电机的转矩调节来适应外部负载的变化，从而保持机械设备的稳定运行。
再次，系统的可靠性高。
电力拖动系统中的关键部件如电动机和传感器都经过严格的测试和筛选，能够在长时间运行过程中保持稳定和可靠的性能。
此外，电力拖动自动控制系统还具有节能和环保的优势。
通过合理的控制策略和调节机制，可以减少系统的能耗，并减少对环境的影响。
电力拖动自动控制系统广泛应用于各个领域，如工业制造、交通运输、石油化工等。
以工业制造为例，电力拖动系统可以用于汽车生产线、机械加工设备、输送线等机械设备的驱动和控制。
通过自动控制，可以提高生产效率和产品质量，减少人力投入和人为错误，实现机械设备的自动化生产。
总之，电力拖动自动控制系统是一种利用电力传动原理实现对机械设备自动化控制的系统。
它具有控制精度高、抗干扰能力强、可靠性高、节能环保等优势。
在工业制造、交通运输、石油化工等领域得到广泛应用，为提高生产效率和产品质量发挥了重要作用。
电力拖动自动控制系统课件
场效应管
具有高速开关特性和低 噪声性能，常用于开关
电源和逆变器。
IGBT
大功率电子器件，广泛 应用于电机控制和电网
调节。
运算放大器
用于信号处理和运算， 具有高精度和低噪声特
性。
控制电路与保护电路
控制电路
用于实现各种控制逻辑和算法，如速度、位置和电流控制等。
保护电路
用于检测系统异常并采取相应措施，如过流、过压和欠压保护等。
电力拖动自动控制系统应用
工业自动化生产线控制
自动化生产线是电力拖动自动控制系统的重要应用领域之一 。通过使用电力拖动自动控制系统，可以实现生产线的自动 化控制，提高生产效率，降低人工成本。
电力拖动自动控制系统能够精确控制生产线上各个设备的运 行状态，确保生产过程的稳定性和可靠性，减少设备故障和 生产事故的发生。
Байду номын сангаас
工作原理与控制方式
工作原理
电力拖动自动控制系统通过控制器对电动机进行控制，实现 机械设备的运动。控制器根据传感器反馈的信息，对电动机 的输入电压或电流进行调整，以实现对机械设备运动的精确 控制。
控制方式
常见的控制方式包括开环控制、闭环控制和复合控制等。开 环控制方式简单，但精度较低；闭环控制方式精度较高，但 需要反馈传感器；复合控制方式结合了开环和闭环的优点， 具有更高的控制精度和稳定性。
05
电力拖动自动控制系统发展趋势与挑战
新型电机与电力电子器件的发展
永磁同步电机
具有高效率、高转矩密度和优秀的动 态性能，是现代电力拖动系统的重要 发展方向。
开关磁阻电机
电力电子器件
随着宽禁带半导体材料的发展，电力 电子器件的性能得到大幅提升，为电 力拖动系统的优化提供了更多可能性 。
电力拖动自动控制知识点总结
电力拖动自动控制知识点总结电力拖动自动控制是一种利用电动机作为动力源，完成一系列运动控制和操作的技术。
它通过电力传动系统来把控制命令转换为电机动力输出，实现对设备的位置、速度和转矩等参数的精确控制。
电力拖动自动控制在各个行业的自动化生产中广泛应用，提高了生产效率和产品质量，降低了劳动强度和人为失误。
一、电力拖动自动控制基本原理电力拖动自动控制的基本原理是通过电动机来实现运动控制。
一般来说，电力拖动自动控制主要包括三个基本组成部分：传感器、控制器和执行器。
传感器用于采集反馈信号，控制器进行信号处理和计算，并将处理后的信号发送给执行器。
执行器则根据控制信号，调节电动机的转速、方向和输出力矩，实现对设备的运动控制。
二、电力拖动自动控制系统组成1.电动机电动机是电力拖动自动控制系统的核心部件，它将电能转换为机械能来驱动设备运动。
常用的电动机有直流电动机、交流感应电动机和步进电动机等。
选择合适的电动机型号和规格，对于实现精确控制至关重要。
2.传感器传感器用于采集各种物理信号，比如位置、速度、力矩等，并将其转换为电信号送入控制器。
常用的传感器有编码器、接近开关、力传感器和位移传感器等。
传感器的准确度和稳定性对于控制系统的精确性和性能至关重要。
3.控制器控制器是电力拖动自动控制系统的智能核心，负责信号的处理和控制算法的执行。
根据控制要求和应用场景的不同，常用的控制器有PLC（可编程逻辑控制器）、单片机和工控机等。
控制器的设计和参数设置决定了系统的稳定性和运行特性。
4.电力传动装置电力传动装置一般由电动机、传动装置和工作机构组成。
传动装置根据控制信号来调整输出轴的转速和转矩，使工作机构按照预设的规律运动。
常用的电力传动装置有齿轮传动、皮带传动、链传动和螺杆传动等。
5.控制回路控制回路是电力拖动自动控制系统中最关键的部分，它根据输入信号和反馈信号进行比较和判断，产生控制信号送入执行器。
常见的控制回路有位置闭环控制、速度闭环控制和转矩闭环控制等。
电力拖动自动控制系统 综述
《电力拖动自动控制系统》综述报告摘要本课程主要介绍了电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是通过控制电动机电压、电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，是各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。
关键词电力拖动能量变换自动控制一、课程简介1、课程专业地位以及学习目标电力拖动自动控制系统是普通高等学校电气工程及其自动化专业中一门重要的专业课，涉及内容较多，并具有较强的理论性和实践性。
随着科学技术的迅猛发展以及社会对人才培养提出的更高要求，如何采用有效的教学方法，提高课程的教学质量已成为电力拖动控制系统课程教学任务中不可回避的重要问题。
为了培养和提高学生的发现、分析以及解决问题的能力，为今后深入学习相关专业知识和专业技能打下结实的基础。
2、学习时间分布为便于有计划、有步骤的学习，做出了学习进度安排，第2章转速反馈控制的直流调速系统5-6周、第3章转速、电流反馈控制的直流调速系统3-4周、第4章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统2-3周、第5章基于稳态模型的异步电动机调速系统1-2周、第6章基于动态模型的异步电动机调速系统1-2周、第7章绕线转子异步电动机双馈调速系统1-2、第8章同步电动机变压变频调速系统3-4周。
为达到复习巩固所学知识的目的，课程还安排了各章的作业题。
二、课程内容及要点电力拖动自动控制系统包括：直流调速系统和交流调速系统。
第一篇直流调速系统中第2、3章为重点掌握的内容。
直流调速系统中，直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。
调速方法有（1）调压调速（2）调阻调速（3）调磁调速。
调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。
三种调速方法的性能与比较对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
电力拖动自动控制系统介绍
电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统简介电力拖动自动控制系统包括：直流调速系统和交流调速系统。
直流调速系统包括：直流调速方法、直流调速电源和直流调速控制。
交流调速系统包括：交流调速系统的主要类型、交流变压调速系统、交流变频调速系统、绕线转子异步电机双馈调速系统——转差功率馈送型调速系统和同步电动机变压变频调速系统。
电力拖动自动控制系统课程内容介绍第一篇直流调速系统闭环反馈直流调速系统着重讨论基本的闭环控制系统及其分析与设计方法。
1.1 直流调速系统用的可控直流电源1.2 晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题1.3 直流脉宽调速系统的主要问题1.4 反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计1.6 比例积分控制规律和无静差调速系统根据前面分析，调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。
本节介绍几种主要的可控直流电源。
常用的可控直流电源有以下三种旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。
静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。
直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。
1.1.1 旋转变流机组G-M系统工作原理由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，调节G 的励磁电流 if 即可改变其输出电压 U，从而调节电动机的转速 n 。
这样的调速系统简称G-M系统，国际上通称Ward-Leonard系统。
1.1.2 静止式可控整流器V-M系统工作原理晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统，又称静止的Ward-Leonard系统），图中VT 是晶闸管可控整流器，通过调节触发装置 GT 的控制电压 Uc 来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压Ud ，从而实现平滑调速。
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直流调速系统实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一．实验目的1．了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况。
2．熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
3．掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
二．实验内容1．测定晶闸管直流调速系统主电路电阻R2．测定晶闸管直流调速系统主电路电感L3．测定直流电动机—直流发电机—测速发电机组（或光电编码器）的飞轮惯量GD2 4．测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d5．测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M6．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M7．测定晶闸管触发及整流装置特性U d=f (U ct)8．测定测速发电机特性U TG=f (n)三．实验系统组成和工作原理晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机——发电机组等组成。
本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压，改变U g的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。
四．实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。
3．MCL—33(A)组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）。
4．电机导轨及测速发电机（或光电编码器）、直流发电机5．MEL—03三相可调电阻器(或自配滑线变阻器450Ω，1A)6．双踪示波器7．万用表8．直流电动机M03五．注意事项1．由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。
2．为防止电枢过大电流冲击，每次增加U g须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流。
3．电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。
六．实验方法1．电枢回路电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻R a，平波电抗器的直流电阻R L和整流装置的内阻R n，即R=R a+R L+R n为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路如图6-1所示。
将变阻器RP（可采用两只900Ω电阻并联）接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。
测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。
MCL-18（或MCL-31，以下同）的给定电位器RP1逆时针调到底，使U ct=0。
调节偏移电压电位器RP2，使α=150°。
三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压U uv=220v。
注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。
以下均同。
调节Ug使整流装置输出电压U d=（30~70）%U ed（可为110V），然后调整RP使电枢电流为（80~90）%I ed，读取电流表A和电压表V的数值为I1,U1，则此时整流装置的理想空载电压为U do=I1R+U1调节RP，使电流表A的读数为40% I ed。
在U d不变的条件下读取A，V表数值，则U do=I2R+U2求解两式，可得电枢回路总电阻R=(U2-U1)/(I1-I2)如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得R L+R n=(U’2-U’1)/(I’1-I’2)则电机的电枢电阻为L=L a +L L电感的数值可用交流伏安法测定。
电动机应加额定励磁，并使电机堵转，实验线路如图6-2所示。
三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压。
用电压表和电流表分别测出通入交流电压后电枢两端和电抗器上的电压值U a 和U L 及电流I （可取0.5A ），从而可得到交流阻抗Z a 和Z L ，计算出电感值L a 和L L 。
实验时，交流电压的有效值应小于电机直流电压的额定值， Z a =U a /I Z L =U L /I3．直流电动机—发电机—测速发电机组的飞轮惯量GD 2的测定。
电力拖动系统的运动方程式为dt dn GD M M L /)375/(2⨯=- 式中 M —电动机的电磁转矩，单位为N.m;M L −负载转矩，空载时即为空载转矩M K ，单位为N.m; n − 电机转速，单位为r/min;电机空载自由停车时，运动方程式为 dt dn GD M K /)375/(2⨯-=故 dt dn M GD K //3752= 式中GD 2的单位为Nm 2.M K 可由空载功率（单位为W ）求出。
n P M K K /55.9=R I UaI P K K K 2-=dn/dt 可由自由停车时所得曲线n= f (t)求得，其实验线路如图6-3所示。
电动机M 加额定励磁。
MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使U ct =0。
三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压U uv =220v 。
调节U ct ，将电机空载起动至稳定转速后，测取电枢电压U d 和电流I K ，然后断开U ct ，用记忆示波器拍摄曲线，即可求取某一转速时的M K 和dn/dt 。
由于空载转矩不是常数，可以转速n 为基准选择若干个点（如1500r/min ，1000r/min ），测出相应的M K 和dn/dt ，以求取GD 2的平均值。
4．主电路电磁时间常数的测定采用电流波形法测定电枢回路电磁时间常数T d ，电枢回路突加给定电压时，电流i d 按指数规律上升)1(/Td t d d e I i --=其电流变化曲线如图6-5所示。
当t =T d 时，有 d d d I e I i 632.0)1(1=-=-实验线路如图6-4所示。
MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使U ct =0。
三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压U uv =220v 。
电机不加励磁。
调节Uct ，监视电流表的读数，使电机电枢电流为(50~90)%Ied 。
然后保持Uct 不变，突然合上主电路开关，用光线示波器拍摄i d =f(t)的波形，由波形图上测量出当电流上升至63.2%稳定值时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数T d 。
5．电动机电势常数Ce 和转矩常数CM 的测定将电动机加额定励磁，使之空载运行，改变电枢电压Ud ，测得相应的n ，即可由下式算出CeCe=Ke Φ=(U d2-U d1)/(n 2-n 1) Ce 的单位为V/(r/min)转矩常数(额定磁通时)C M 的单位为N.m/A ，可由Ce 求出 C M =9.55Ce6．系统机电时间常数TM 的测定系统的机电时间常数可由下式计算 M CeL R GD Tm 375/)(2⨯=由于T m >>T d ，也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即 Ud TmS K n ⨯+=)1/(当电枢突加给定电压时，转速n 将按指数规律上升，当n 到达63.2%稳态值时，所经过的时间即为拖动系统的机电时间常数。
测试时电枢回路中附加电阻应全部切除。
MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使U ct =0。
三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压U uv =220v 。
电动机M 加额定励磁。
调节Uct ，将电机空载起动至稳定转速1000r/min 。
然后保持Uct 不变，断开主电路开关，待电机完全停止后，突然合上主电路开关，给电枢加电压，用光线示波器拍摄过渡过程曲线，即可由此确定机电时间常数。
7．测速发电机特性U TG=f(n)的测定实验线路如图6 3所示。
电动机加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压Uct，分别读取对应的U TG,n的数七．实验报告1．作出实验所得各种曲线，计算有关参数。
2．由Ks=f(U ct)特性,分析晶闸管装置的非线性现象。
实验二晶闸管直流调速系统主要单元调试一．实验目的1．熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
2．掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二．实验内容1．调节器的调试2．电平检测器的调试3．反号器的调试4．逻辑控制器的调试三．实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。
3．MCL—34组件。
4．MEL-11挂箱5．双踪示波器6．万用表四．实验方法实验中所用的各控制单元的原理图见第一章有关内容。
1．速度调节器（ASR）的调试按图6-5接线，DZS(零速封锁器)的扭子开关扳向“解除”。
（1）调整输出正,负限幅值“5”、“6”端接MEL-11挂箱，使ASR调节器为PI调节器，加入一定的输入电压（由MCL—18或主控制屏的给定提供，以下同），调整正、负限幅电位器RP1、RP2，使输出正负值等于 5V。
（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“5”、“6”端短接），使ASR调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。
（3）观察PI特性拆除“5”、“6”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规（1）调整输出正,负限幅值“9”、“10”端接MEL-11挂箱，使调节器为PI调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使输出正负最大值大于 6V。
（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“9”、“10”端短接），使调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。
（3）观察PI特性拆除“9”、“10”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。
反馈电容由外接电容箱改变数值。
3．电平检测器的调试（1）测定转矩极性鉴别器（DPT）的环宽，要求环宽为0.4~0.6伏，记录高电平值，调节RP使环宽对称纵坐标。
具体方法：（a）调节给定U g，使DPT的“1”脚得到约0.3V电压，调节电位器RP，使“2”端输出从“1”变为“0”。
（b）调节负给定，从0V起调，当DPT的“2”端从“0”变为“1”时，检测DPZ的“1”端应为-0.3V左右，否则应调整电位器，使“2”端电平变化时，“1”端电压大小基本相等。
（2）测定零电流检测器（DPZ）的环宽，要求环宽也为0.4~0.6伏，调节RP，使回环向纵坐标右侧偏离0.1~0.2伏。
具体方法：（a）调节给定U g，使DPZ的“1”端为0.7V左右，调整电位器RP，使“2”端输出从“1”变为“0”。
（b）减小给定，当“2”端电压从“0”变为“1”时，“1”端电压在0.1～0.2V范围内，否则应继续调整电位器RP。
（3）按测得数据，画出两个电平检测器的回环。
4．反号器（AR）的调试测定输入输出比例，输入端加+5V电压，调节RP，使输出端为-5V。