电力拖动自动控制(2.2)
电力拖动自动控制系统实验报告
电⼒拖动⾃动控制系统实验报告电⼒拖动⾃动控制系统实验实验⼀转速反馈控制直流调速系统的仿真⼀、实验⽬的1、了解MATLAB下SIMULINK软件的操作环境和使⽤⽅法。
2、对转速反馈控制直流调速系统进⾏仿真和参数的调整。
⼆、转速反馈控制直流调速系统仿真根据课本的操作步骤可得到如下的仿真框图：图 1 仿真框图1、运⾏仿真模型结果如下：图2 电枢电流随时间变化的规律图3 电机转速随时间变化的规律2、调节参数Kp=0.25 1/τ=3 系统转速的响应⽆超调但调节时间长3、调节参数Kp=0.8 1/τ=15 系统转速的响应的超调较⼤，但快速性较好实验⼩结通过本次实验初步了解了MATLAB下SIMULINK的基本功能，对仿真图的建⽴了解了相关模块的作⽤和参数设置。
并可将其⽅法推⼴到其他类型控制系统的仿真中。
实验⼆转速、电流反馈控制直流调速系统仿真⼀、实验⽬的及内容了解使⽤调节器的⼯程设计⽅法，是设计⽅法规范化，⼤⼤减少⼯作计算量，但⼯程设计是在⼀定近似条件下得到的，⽤MATLAB仿真可根据仿真结果对设计参数进⾏必要的修正和调整。
转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应⽤最⼴泛的直流调速系统，对于需要快速正、反转运⾏的调速系统，缩短起动、制动过程的时间成为提⾼⽣产效率的关键。
为了使转速和电流两种负反馈分别起作⽤，可在系统⾥设置两个调节器，组成串级控制。
⼀、双闭环直流调速系统两个调节器的作⽤1)转速调节器的作⽤（1）使转速n跟随给定电压*mU变化，当偏差电压为零时，实现稳态⽆静差。
（2）对负载变化起抗扰作⽤。
（3）其输出限幅值决定允许的最⼤电流。
2)电流调节器的作⽤（1）在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压*iU变化。
（2）对电⽹电压波动起及时抗扰作⽤。
（3）起动时保证获得允许的最⼤电流，使系统获得最⼤加速度起动。
（4）当电机过载甚⾄于堵转时，限制电枢电流的最⼤值，从⽽起⼤快速的安全保护作⽤。
当故障消失时，系统能够⾃动恢复正常。
《电力拖动自动控制系统》课程综述
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1.1 直流调速系统用的可控直流电源根据前面分析，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。
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。
1.2 晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题本节讨论V-M系统的几个主要问题：（1）触发脉冲相位控制；（2）电流脉动及其波形的连续与断续；（3）抑制电流脉动的措施；（4）晶闸管-电动机系统的机械特性；（5）晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数。
1.3 直流脉宽调速系统的主要问题自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制（PWM）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即直流PWM 调速系统。
（1）PWM变换器的工作状态和波形；（2）直流PWM调速系统的机械特性；（3）PWM 控制与变换器的数学模型；（4）电能回馈与泵升电压的限制。
1.4反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计本节提要:转速控制的要求和调速指标；开环调速系统及其存在的问题；闭环调速系统的组成及其静特性；开环系统特性和闭环系统特性的关系；反馈控制规律；限流保护——电流截止负反馈1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计反馈控制闭环直流调速系统的动态数学模型;反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件; 动态校正——PI调节器的设计;系统设计举例与参数计算转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法内容提要：转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性能很好的直流调速系统。
浅析电力拖动自动控制系统
浅析电力拖动自动控制系统【摘要】电力拖动控制系统是一种较为重要的控制系统，其在工业生产中发挥着很大的作用，随着社会的发展以及科技的推动，这一系统开始趋向于自动化的应用形式。
电能在人们的生活中发挥着重要的作用，电器的种类越来越多，现代社会对电力的需求量也越来越大，所以，自动化的电力拖动控制系统，可以更好的满足人类社会对电力的需求。
本文分析了电力拖动自动控制系统的设计原理，还介绍了电力拖动自动控制系统的安全防护，希望对相关电力人员有所帮助，使相关企业生产可以更加安全、稳定的进行。
【关键词】电力拖动；系统；自动控制；原理；安全防护电力拖动系统在工业领域应用极其广泛，伴随着我国科技的发展，工业企业的生产效率越来越高，人类社会对电能的需求量也越来越大。
很多工业企业引进了先进的机械设备，提高了企业的生产水平，同时也对电力拖动控制系统提出了更高的要求，所以，电力拖动控制系统的自动化也是企业未来发展的必然趋势。
电力拖动自动控制系统是对传统系统的改进与优化，这种系统在运行的过程中，更加安全稳定，而且满足了企业对自动化机械设备生产运行的要求。
为了使电力拖动自动控制系统发挥更大的效用，相关人员要研究出更加完善的安全防护措施，这也可以为企业增产以及效益提升做出更大的贡献。
1.电力拖动自动控制系统的设计原理电力拖动控制系统在工业企业生产中发挥着重要的作用，工作人员在系统运行的过程中，可以更好的掌握电动机的运行状况，还可以通过信息反馈，了解企业生产运行机制的运转情况，比较常见的反馈信息是电流信息。
电力拖动控制系统中包含着很多的构件，其中电气设备是生产运行机制中比较重要的系统，其也是企业实现机械自动控制的关键因素。
在利用计算机设备，可以在系统运行的过程中，可以直观的从显示器中，了解设备的运行状况，通过计算机等设备的信息反馈，可以有效的实现电力拖动的自动化控制。
实现电力拖动控制系统的自动化运行，需要借助先进的计算机技术，相关工作人员通过计算机信息的反馈，以及企业生产需求的变化，可以有效的制定出不同的控制方案，还可以实现机械运行的自动化生产。
电力拖动自动控制系统 教案
电力拖动自动控制系统1. 介绍1.1 任务背景电力拖动自动控制系统是一种能够通过电力传动实现自动控制的技术系统。
该系统通过电动机驱动机械传动装置，实现对机械设备的运动控制和工作过程的自动化。
在工业生产中，电力拖动自动控制系统被广泛应用于各种生产过程中，提高了生产效率、质量和安全性。
1.2 目标本教案旨在介绍电力拖动自动控制系统的原理、应用和发展趋势，帮助学生理解和掌握该技术的基本概念、工作原理和应用场景，并培养学生的动手实践能力和解决问题的能力。
2. 原理2.1 电力拖动原理电力拖动自动控制系统的核心是电动机，通过电动机的转动来驱动机械设备。
电动机将电能转化为机械能，通过机械传动装置将动力传递给工作设备。
电动机的转速和扭矩可以通过控制电机的电压、电流等参数来实现调节。
2.2 控制原理电力拖动自动控制系统通过控制电动机的参数来实现对设备的自动控制。
控制系统可以根据预设的工艺要求和工作条件，自动调节电动机的转速、运行时间等参数。
控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和人机界面等组成部分。
3. 应用3.1 工业应用电力拖动自动控制系统在工业领域有广泛的应用，例如生产线上的输送系统、机械加工设备、装配线等。
通过电力拖动自动控制系统，可以实现设备的精确控制，提高生产效率和质量，同时减少人力投入和工作风险。
3.2 交通运输应用电力拖动自动控制系统在交通运输领域也有重要的应用。
例如，电动车、地铁、高铁等交通工具都采用了电力拖动自动控制系统来驱动车辆。
通过该系统，可以实现对车辆的自动运行、刹车和悬挂等控制，提高了交通运输的安全性和舒适性。
4. 发展趋势4.1 智能化随着人工智能和物联网技术的发展，电力拖动自动控制系统也呈现出智能化的趋势。
未来的电力拖动自动控制系统将更加智能化，能够自动学习和优化控制策略，实现更高效、更精准的控制。
4.2 节能环保电力拖动自动控制系统也将朝着节能环保的方向发展。
通过优化控制策略和节能设备的应用，可以减少能源消耗和环境污染，实现可持续发展。
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。
电力拖动自动控制第五章
(2-40)
电流与电动势间的传递函数
E ( s) R I d ( s) I dL ( s) Tm s
(2-41)
图2-21 额定励磁下直流电动机 的动态结构框图 (a)电压电流间的结构框图 (b)电流电动势间的结构框图 (c）直流电动机的动态结构 框图
直流电动机有两个输入量， 一个是施加在电枢上的理想空载电压Ud0， 是控制输入量， 另一个是负载电流IdL。扰动输入量。 如果不需要在结构图中显现出电流，可将 扰动量的综合点移前，再进行等效变换， 得图2-22。
(2-46)
比例控制闭环系统的静特性为
n
* K p K sU n
式中， n0 cl 表示闭环系统的理想空载转速， ncl 表示闭环系统的稳态速降。
Ce (1 K )
RI d n0cl ncl Ce (1 K )
(2-47)
（1）闭环系统静特性可以比开环系统 机械特性硬得多
——电力拖动系统机电时间常数(s)
整理后得
Ud0 dI d E R( I d Tl ) dt
Tm dE R dt
TL Cm
(2-38) (2-39)
I d I dL
式中，
I dL
——负载电流（A）。
在零初始条件下，取拉氏变换，得电压与 电流间的传递函数
1 I d (s) R U d 0 ( s ) E ( s ) T1 s 1
解:
当电流连续时，V-M系统的额定速降为
I dN R 305 0.18 nN =275r/min Ce 0.2
开环系统在额定转速时的静差率为
nN 275 sN 0.216 21.6% nN nN 1000 275
电力拖动自动控制系统实验指导书.
电力拖动自动控制系统实验指导书杨钧 蔡型 编广东工业大学自动化学院前 言自动控制系统是一门实践性、实用性很强的专业课程，学习自动控制系统必须理论连联系实际。
直流调速技术在工业自动化中获得广泛应用，自动控制系统实验可采用LZC-1型晶闸管逻辑无环流可逆调速系统实验装置，该装置结构可靠, 面板图示化.接线、调试方便。
输入电压~380V、输出直流电压0~220V、直流电流0~20A，连续可调，配2.2KW直流电动机-发电机机组。
学生通过实验，将全面掌握各控制单元及系统的结构原理、性能特点。
可获得有如在工厂亲手做实验、参加调试典型、实用直流调速系统的教学效果。
可培养学生综合运用理论知识和实验操作技能，提高分析和解决工程技术问题的综合能力。
LZC-1型晶闸管逻辑无环流可逆调速系统实验装置可完成的实验内容如下:实验1.晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验2.晶闸管直流调速系统主要单元调试实验3.晶闸管直流电动机开环调速系统调试实验4.开环调速系统和转速单闭环调速系统的研究实验5.转速、电流双闭环调速系统的研究实验6.逻辑无环流可逆调速系统的研究LZC-1型晶闸管逻辑无环流可逆调速系统原理图见图1，面板布置图见图2所示.图2 LZC-1型直流调速系统实验装置面板布置图目 录实验一 晶闸管直流调速系统参数的测定---------------------------------4实验二 晶闸管直流调速系统主要单元调试------------------------------13 实验三 晶闸管直流电动机开环调速系统调试----------------------------16 实验四 开环调速系统和转速闭环调速系统的研究------------------------23 实验五 转速、电流双闭环可逆调速系统的研究--------------------------28 实验六 逻辑无环流可逆调速系统的研究--------------------------------34综合性、设计性实验-------------------------------------------------39 实验七自动控制技术综合设计与实践实验一 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定1.实验目的（1） 熟悉晶闸管-直流调速系统的组成和工作原理。
《电力拖动自动控制》课件
二、电力拖动原理
1 电力拖动的基本原理解释电力拖动的基本工作来自理，包括电动机和传动装置的作用。
2 电机的参数和性能指标
介绍电机的关键参数，如功率、效率和转速，并解释这些指标在电力拖动中的意义。
三、电力拖动控制方法
1
开环控制和闭环控制
比较开环控制和闭环控制的优缺点，讨论何时使用哪种控制方法。
2
速度控制和位置控制
《电力拖动自动控制》 PPT课件
欢迎大家参加《电力拖动自动控制》课程，本课程将介绍电力拖动的背景、 原理、控制方法、应用案例和未来发展趋势。
一、背景
电力拖动的概念和应用领域
介绍电力拖动的定义和广泛应用的领域，如工 业生产和交通运输。
电力拖动自动控制的需求和意义
讨论为什么自动控制对电力拖动系统至关重要， 以及自动控制的优势和好处。
2 电力拖动技术的发展前景
回顾电力拖动技术的发展历程，并展望其未 来在工业领域的发展前景。
详细说明速度控制和位置控制的原理和实现方法，以及它们在不同应用中的应用。
3
电力拖动的其他控制方法
介绍其他常用的电力拖动控制方法，如扭矩控制和力矩控制。
四、控制器的设计和实现
控制器的功能和结构
探讨控制器的基本功能和结构，包括输入输出接口 和信号处理。
控制器的算法和调试
介绍控制器的算法设计和调试方法，确保系统稳定 和可靠。
五、电力拖动系统的应用案例
1 电梯控制系统
解释电梯控制系统如何应 用电力拖动和自动控制， 提高安全性和效率。
2 机床加工中心
讨论机床加工中心如何使 用电力拖动实现高精度和 高效率的自动化加工。
3 输送机及自动化生产
线
探讨输送机和自动化生产 线如何利用电力拖动提高 物料输送和生产效率。
《电力拖动自动控制系统》习题答案
第一章闭环控制的直流调速系统1－1 为什么 PWM —电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：PWM —电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1） 主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
（3） 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达 1：10000 左右。
（4） 若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
（5） 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
（6） 直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
1－2 试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时，两个 VT 是如何工作的。
答：在制动状态中，i d 为负值，VT 2 就发挥作用了。
这种情况发生在电动运行过程中需要降 速的时候。
这时，先减小控制电压，使U g 1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电 压U d 降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成 E > U d ，很 快使电流 i d 反向，VD 2 截止，在 t on δ t ＜Ｔ时，U g 2 变正，于是VT 2 导通，反向电流沿回路 3 流通，产生能耗制动作用。
在T δ t ＜Ｔ+ t on 时，VT 2 关断， i d 沿回路 4 经VD 1 续流，向电源回馈制动，与此同时，VD 1 两端压降钳住VT 1 使它不能导通。
在制动状态中，VT 2 和VT 1轮流导通，而VT 1 始终是关断的。
在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT 1 关断后 i d 经VD 2 续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD 2 两端电压也降为零，VT 2 便提前导通了，使电流反向， 产生局部时间的制动作用。
１－３ 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关 系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？ 答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示，即D =n max n min其中，n max 和 n min 一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。
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根本原理、应用领域以及关键技术。
2. 根本原理电力拖动自动控制的根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局部。
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局部，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响的信息，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，并将这些信息反响给控制器。
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2
一．填空题（11*1）1.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。
2.当电流连续时，改变控制角，V—M系统可以得到一组平行的的机械特性曲线。
3.PWM变换器可以通过调节占空比来调节输出电压。
4.转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历进入饱和、饱和、退饱和三种情况。
5.电流调节器可以对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
6.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。
7.VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。
二．选择题（10*2）1.比例微分的英文缩写是BA．PI B．PD C．VR D．PID2.SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的AA．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波3.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，则静差率AA．越小B．越大C．不变D．不确定4.双闭环直流调速系统的起动过程中不包括DA．转速调节阶段B．电流上升阶段C．恒流升速阶段D．电流下降阶段5.下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是CA．降电压调速B．变极对数调速C．变压变频调速D．转子串电阻调速6.控制系统能够正常运行的首要条件是BA．抗扰性B．稳定性 C．快速性D．准确性7.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BA.只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的B.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C.反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定D.系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度8.采用旋转编码器的数字测速方法不包括DA．M法B．T法C．M/T法D．F法9.异步电动机数学模型的组成不包括DA．电压方程B．磁链方程C．转矩方程D．外部扰动10.采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于AA．无静差调速系统B．有静差调速系统C．双闭环调速系统D．交流调速系统三．名词解释（5*3）1.静差率负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速的比2.调速范围电动机提供的最高转速与最低转速之比3.PWM可逆脉冲宽度调制4.V—M系统晶闸管-电动机调速系统.5.ASR转速调节器。
电力拖动自动控制系统作业答案(1)
ncl
nop k 1
nop
8 *16r
/
min
nop k 1 n'cl 31n'cl
n 'cl
16 * 8 31
4.13r
/ min
D (15 1)DOP 16DOP D (1 30)DOP 31DOP
D 31
1.94
D 16
24
1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速1500r/min，开环转速降落
21
例1、某闭环调速系统，测得的做高转速特性为
nomax 1500r / min, 最低转速特性为 nomin 150r / mi，n 带额定
负载时的速度降落
nN 15r，/ m且in在不同转速下
额定速降不变，试问系统能够达到的调速范围有多
大？系统允许的静差率是多少？
解：
D n0max nN 1500 15 11 nomin nN 150 15
s nN 100% 15 10%
no min
150
22
nc1
nN s D(1 S)
1500 0.02 10(1 0.02)
3.06r
/
min
1-5某闭环调速系统的调速范围是1500-150r/min,要求系统的
静差率S<2%，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系 统的静态速降是100r/min,则闭环系统的开环放大倍数是多少？
（2）比较电压 Ucom 与给定电压 Un* 的作用一致，好象 把理想空载转速提高到
n '0
Kp
Ks
(U
* n
Ucom
)
Ce (1 K )
18
14、比例积分调节器的控制规律，并画出无静差系统和
电力拖动自动控制系统第四版课后问题详解
习题解答（供参考）习题二2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-系统允许的静态速降为2.04rpm 。
2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：1）调速范围max minD n n =(均指额定负载情况下）max 0max 1500151485N n n n =-∆=-= min 0min 15015135N n n n =-∆=-= max min 148513511D n n ===2) 静差率01515010%N s n n =∆==2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。
相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。
采用降压调速。
当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。
如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯=378(0.0230.022)0.1478115N n I R C e r p m ∆==⨯+=[(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =∆-=⨯⨯-=2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。
已知直流电动机，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V •min/r,求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落Nn ∆为多少？（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？（3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落Nn ∆又为多少?解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ∆=⨯=⨯= (2)0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。
电力拖动自动控制系统
电力拖动自动控制系统1. 系统简介电力拖动自动控制系统是一种基于电力传动和自动控制的系统，用于驱动和控制各种机械设备的运动。
该系统通过电动机将电能转化为机械能，实现对设备的拖动和控制。
电力拖动自动控制系统广泛应用于工业生产、交通运输、能源领域等各个行业。
2. 系统架构电力拖动自动控制系统主要由以下几个部分组成：2.1 电动机电力拖动自动控制系统的核心部件是电动机。
电动机负责将电能转化为机械能，驱动机械设备的运动。
根据实际需求，电动机可以采用不同的类型，如直流电动机、交流电动机等。
2.2 控制器控制器是电力拖动自动控制系统的核心部分，用于监测和控制电动机的运行。
控制器接收来自传感器的反馈信号，根据预设的控制算法和逻辑，控制电动机的启动、停止、速度调节等操作。
2.3 传感器传感器用于获取与机械设备运动相关的物理量信息，如速度、位置、温度等。
传感器通过将物理量转化为电信号，传递给控制器进行处理和决策。
2.4 电源系统电源系统为电力拖动自动控制系统提供稳定可靠的电能供应。
电源系统可以采用市电供电、蓄电池供电或者发电机供电等多种方式，以满足不同场景的需求。
2.5 人机界面人机界面是用户与电力拖动自动控制系统进行交互的窗口。
通过人机界面，用户可以设置运行参数、监测系统状态、获取报警信息等。
人机界面通常采用触摸屏、按钮、指示灯等形式，具备直观、便捷的操作方式。
3. 工作原理电力拖动自动控制系统的工作原理如下：1.用户通过人机界面设置运行参数，如设备运行速度、运行时间等。
2.人机界面将参数传递给控制器。
3.控制器根据参数和实时反馈信号来控制电动机的启动、停止和调速。
4.传感器将机械设备运动相关的物理量信息转换为电信号，传递给控制器。
5.控制器根据传感器的反馈信号进行实时监测和控制，调整电动机的运行状态。
6.电动机将电能转化为机械能，驱动机械设备的运动。
7.控制器不断与人机界面进行信息交互，向用户显示设备状态、报警信息等。
电力拖动自动控制系统第二章习题答案 (2)
第二章双闭环直流调速系统2-1在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数行不行？改变电力电子变换器的放大倍数行不行？改变转速反馈系数行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？答：改变电机的转速需要调节转速给定信号Un※；改变转速调节器的放大倍数不行，改变电力电子变换器的放大倍数不行。
若要改变电机的堵转电流需要改变ASR的限幅值。
2-2（1（2（1（2（3（42-3是多少？答：=βId=Ui，Uc=U d02-4如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？答：若采用比例调节器可利用提高放大系数的办法使稳态误差减小即提高稳态精度，但还是有静差的系统，但放大倍数太大很有可能使系统不稳定。
2-5在转速、电流双闭环系统中，采用PI调节器，当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压△Ui是否为0，为什么？答：反馈线未断之前，Id=In，令n=n1，当转速反馈断线，ASR迅速进入饱和，Un※=Un※max，Uc↑，Id↑至Idm，Te＞T l，n↑，Id↓，△Ui出现，Id↑至Idm，n↑，Id↓，此过程重复进行直到ACR饱和，n↑，Id↓，当Id=In，系统重新进入稳态，此时的速度n2＞n1，电流给定为Un※max=Idmaxβ＞电流反馈信号Un=Inβ，偏差△Ui不为0。
2-6在转速、电流双闭环系统中，转速给定信号Un※未改变，若增大转速反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压Un是增加还是减少还是不变？为什么？答：Un不变，因为PI调节器在稳态时无静差，即：Un※=Un，Un※未改变，则，Un也不变。
2-7Unm*试求：（1（2解：（1α=Unm*（22-8Uim=8V（1）Ui（2）Uc解：（1电流为电流为（2）Uc增加。
2-9在双闭环直流调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因电动机励磁下降一半，系统工作情况将会如何变化？（λ=1.5）答：设突发状况之前的磁通为?1，令此时的磁通为?2，之前的电磁力矩为Te1，此刻的电磁力矩为Te2，负载转矩恒为T l，电机励磁下降一半，则?2=0.5?1，Te2=Cm（?2）Id=0.5Te1＜T l，n↓，Id↑甚至到Idm，Te2=Cm（?2）Idm=0.75Te1＜T l，n会一直下降到0。
电力拖动与自动化控制
电力拖动与自动化控制摘要：在当前企业生产过程中，电力拖动系统发挥着重要作用。
电力电气拖动系统主要由电动机、自动控制等装置组成。
电力拖动又称为电机传动系统，以电动机为运行基础，配合控制装置、传动装置等，有效推动了企业现代化生产进程。
现阶段随着自动化控制技术的发展，电力拖动有了新的应用方向，也对电力拖动系统性能提出更高要求。
关键词：电力拖动；自动化控制；安全保护1 电力拖动系统与自动化的工作路径随着计算机控制系统的发展，电力拖动系统的自动化控制可以依托计算机编程程序来实现其中的主要功能，包括电力拖动的模块化、编程以及逻辑处理等，依托仪器驱动程序，只需要简单的操作就能将便捷程序与电力拖动系统相对接。
同时为了能够完善系统运用路径，在自动化控制中还可以根据企业的生产要求编制不同的自动化控制方案，保障生产目标的实现。
并且为强化自动化控制效果，相关人员也可以探索PLC自动化控制技术应用的新路径，达到增强系统功能的目的。
因此在电力拖动系统的自动化控制中，需要结合电力拖动设备的相关参数、数量等作出综合评价，其中需要考虑的内容如下。
（1）在电动机功率的设定上，为实现自动化控制功能，应选择标准匹配的电动机，并分析电动机在运行期间可能出现的异常情况，包括升温过快、过载能力不足等，这是强化电力拖动系统运行能力的关键。
（2）从现有技术发展情况来看，电力拖动自动化控制系统的电机主要可以分为两种形式，分别为交流电动机与直流电动机两种形式，一般企业出于成本等方面的考虑，可以选择价格低廉的交流异步电动机。
若企业对生产的要求较为特殊，则可以选择具有更理想调速性能的直流电动机等，有助于提高电力拖动装置的性能。
2 电力拖动系统自动控制的设计原理首先，在电力拖动控制系统工作环节中，有关操作主体能够及时获取电动机不同类型信息，并及时加以校验反馈，包括电流反馈等。
需要注意的是，在这部分系统之中，为了更加可靠的完成机械自动化的控制任务，就必须引入电气设备这类核心硬件。
电力拖动和自动控制
电力拖动和自动控制电力拖动和自动控制一．电力拖动的基本知识1．什么是电力拖动？是以电动机为原动机，配合传动机构使生产机械产生符合人们要求的机械运动以完成一定的生产任务。
它是由电动机，传动装置，控制设备和生产机械四个基本部份组成。
1）.电动机（我们工厂常用有交流电机，直流电机和特种电机）A，交流电机a.民用：以单相电机为主（一般容量3KW以下，常用在洗衣机，冰箱压缩机，空调等。
）b.工业用：以三相电机为主（我厂）从50W到120KW都有。
特点：结构简单，成本低，维修方便，容量大。
调速性方面：可以串级调速，机械变速，摆轮，行星轮，电磁调速。
（在相当多的场合取代直流电机，在科学技术发展的今天，在3.7KV以下的主流是变频调速）（改变其转向只要改变任意两相数对换即可）（绝缘要求0.5M以上）电机电流的计算：（准确计算电机电流是很有必要的和重要的）以一个三相电动机为例：计算公式：P（w）=3UIR（我们以1个电机功率22KV，380V电压，功率因数为0.9，效率因数为85%的电机为例：I=22000/1.732/380/0.9/0.85=44A（电流的计算对于选线，保护电器，等有很大的关系）在这给一个近似公式：三相380V电路每个KV=2A单相线路每KW=5-8AB．直流电机特点：结构复杂，制造成本高，维修麻烦，养护周期短，他的优点可以用在起停抵换速频繁，制动可靠，低速，大扭矩，及调速范围大，平稳，等场合（3MZW205机床的往复电机）它有并励，串~，复~，它~等形式，改变其转向只需改变励磁或电枢电流方向即可C．特种电机：直线电机，同步电机（步进电机，交流伺服电机）步进电机：（我们工厂大量用）有BF反应式。
YD混合式有2相4拍，3相6拍，4相8拍，5相10拍，5相20拍等步距角有1.8/0.9，1.5/0.75，0.9/0.45，0.72/0.36等象3相6拍的走法：A相AB相B相BC相C相CA相（A相）交流伺服电机：有松下的MHD，MFA系列（360度分1万步到4万步走，军用10万步）2).传动装置：齿轮，皮带，蜗轮，蜗杆，凸轮等实现3).控制设备：由开关，熔断器。
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nN=1430r/min，额定速降nN = 115r/min，当要求静差率
30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率20%，则调 速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静 差率是多少？
解
要求30%时，调速范围为
nN s 1430 0.3 D 5.3 nN (1 s) 115 (1 0.3)
于是，最低转速为
nmin
nN (1 s)nN nN s s
调速范围为
nmax nN D nmin nmin
将上面的式代入 nmin，得
nN s D nN (1 s)
可见，如果对静差率要求越严，即要求 s 值越小时，系 统能够允许的调速范围也越小。
结论： 一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需 静差率的转速可调范围。 例题1-1 某直流调速系统电动机额定转速为
U d 0 I d R K sU c I d R n Ce Ce Ce
解 当电流连续时，V-M系统的额定速降为
nN
I dN R 305 0.18 r / min 275r / min Ce 0.2
开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为
nN 275 sN 0.216 21.6% nN nN 1000 275
注：调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的，必 须同时提才有意义。调速系统的静差率指标应以最低速时 所能达到的数值为准。
3. 调速范围、静差率和额定速降之间的关系
设：电机额定转速nN为最高转速，转速降落为nN，则按照 上面分析的结果，该系统的静差率应该是最低速时的静差 率，即
nN nN s n0 min nmin nN
开环调速系统各环节的稳态关系： 电力电子变换器 Ud0=KsUc 直流电动机
n Ud 0 Id R Ce
整理的开环调速系统的机械特性（电动机固有机械特性）：
U d 0 I d R K sU c I d R n Ce Ce Ce
例题2-2 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，其额定 数据如下：60kW、220V、305A、1000r/min，采用V-M系统， 主电路总电阻R=0.18Ω，电动机电动势系数 Ce=0.2V.min/r。如果要求调速范围 D = 20，静差率5%，采 用开环调速能否满足？若要满足这个要求，系统的额定速降 最多能有多少？
n
n0a
∆ nNa a
n0b
∆ nNb b 0 O TeN Te
图2-14 不同转速下的静差率
–例如：在1000r/min时降落10r/min，只占1%； 在100r/min时同样降落10r/min，就占10%； 如果在只有10r/min时，再降落10r/min，就占100%，这 时电动机已经停止转动，转速全部降落完了。
这已大大超过了5%的要求，更不必谈调到最低速了。
如果要求D = 20，s ≤ 5%，则由式（1-29）可知
nN s 1000 0.05 nN r / min 2.63r / min D(1 s) 20 (1 0.05)
由上例可以看出，开环调速系统的额定速降是275r/min， 而生产工艺的要求却只有2.63r/min，相差几乎百倍！ 由此可见，开环调速已不能满足要求，需采用反馈控制的 闭环调速系统来解决这个问题。
电力拖动 自动控制系统
广东石油化工学院自动化
王涛
2.2 稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特 性 2.2.1 转速控制的要求和稳态调速性能指标
生产对调速系统转速控制的要求： （1）调速： 在一定的最高转速和最低转速范围内，分档地（有级） 或平滑地（无级）调节转速； （2）稳速： 以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不 允许有过大的转速波动，以确保产品质量； （3）加、减速： 频繁起动、制动的设备要求加速、减速尽量快，以提高 生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起动、制动尽 量平稳。
若要求20%，则调速范围只有
1430 0.2 D 3.1 115 (1 0.2) 若调速范围达到10，则N DnN 1430 10115
2.2.2 直流调速系统的机械特性
开环系统的机械特性用于确定稳态性能指标。 假设条件： 1）忽略各种非线性因素，假定系统中各环节输入-输出关 系为线性； 2）忽略控制电源和电位器的内阻。
稳态调速指标：调速范围 静差率 1.调速范围 最高转速nmax和最低转速nmin之比称为调速范围D
nmax D nmin
2.静差率 当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定 值所对应的转速降落与理想空载转速n0之比，称为静差率s，
nN s n0
或
nN s 100% n0
静差率与机械特性硬度的关系： 与机械特性的关系—— 机械特性越硬，静差率越小，转 速的稳定度越高。 与机械特性的区别—— 同样硬度的特性，理想空载转速 越低时，静差率越大，转速的相对 稳定度越差。 注：调速系统的静差率指标应以 最低速时所能达到的数值为准。