电力拖动自动控制知识点总结
电力拖动自动控制系统复习要点(河科大)
第一章绪论1 电力拖动实现了电能与机械能之间的能量变换。
2 运动控制系统的任务是通过控制电动机电压、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。
3 功率放大器与变换装置有电机型、电磁型、电力电子型（晶闸管SCR为半控型）等4 转矩控制是运动控制的根本问题，与磁链控制同样重要。
5 风机、泵类负载特性。
第一篇直流调速系统1 电力拖动自动控制系统有调速系统、伺服系统、张力控制系统、多电动机同步控制系统等多种类型。
2 直流电动机的稳态转速公式：3 调节电动机转速的方法:1)调压调速2)弱磁调速3)变电阻调速第二章转速反馈控制的直流调速系统1 晶闸管整流器—电动机调速系统(V-M系统)通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压，从而实现直流电动机的平滑调速。
2 在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成一个滞后环节（由晶闸管的失控时间引起）。
3 与V-M系统相比，直流PWM调速系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的电力电子器件少；（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；（4）若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；（5）电力电子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。
4 直流PWM调速系统的机械特性（电流连续时，机械特性曲线相平行）1）稳态：电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态；2）机械特性：平均转速与平均转矩（电流）的关系。
5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，分挡地（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、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。
电工基本知识5(电力拖动控制)要点
电工基本知识（5）电力拖动控制电力拖动是指由电动机作为原动机来拖动生产机械控制设备，它是利用各种有触点电器（接触器、继电器、按钮、刀开关等）组成电气控制电路，从而实现电力拖动系统的起动、反转、制动和保护。
本节从工厂机床的电气控制最基本的知识入手，介绍了电气控制常用的电器，重点介绍了在机床电气控制电路最基本的控制电路。
在学习过程中，应掌握各种机床电气控制电器的作用、文字与图形符号，便于更好的阅读与分析电力拖动控制电气原理图，了解电动机的单向运转与正反转运行控制电路的分析方法。
一、常用低压电器介绍低压电器是电力拖动自动控制系统基本组成元件，控制系统的优劣与所用的低压电器性能有直接关系，所以必须熟悉常用低压电器的结构、原理，掌握使用与维护等方面的知识和技能。
低压电器通常指工作在交流1200V以下、直流1500V以下电路中的电器。
常用的低压电器主要有：接触器、继电器、刀开关、断路器（自动空气开关）、转换开关、选种开关、按钮、熔断器等。
1、刀开关（闸刀开关）刀开关是一种手动电器，广泛用于电源的引入开关，也可用于不频繁启动的小容量电动机和照明电路的控制开关。
1）刀开关的结构刀开关主要是由手柄、熔丝、触点、和瓷底座、胶盖等组成。
按形式分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关两种，按刀数分为单极、双极和三极。
2）刀开关的型号及电气符号（1）型号意义例：HK2—15/3表示开启式负荷开关，设计序号为2，额定电流为15A，极数为三极。
（2）电气符号单极刀开关双极刀开关三极刀开关图3—44刀开关文字图形符号3）刀开关选择原则根据使用场合选择刀开关的类型、极数及操作方式。
刀开关额定电压应等于或大于线路的额定电流。
对电动机负载，开启式刀开关。
电流可取电动机额定电流的3倍；封闭式刀刀开关额定电流可取电动机额定电流的1.5倍。
2、 低压断路器（自动开关）低压断路器是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器，它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，具有操作安全、使用方便、工作可靠、分断能力高等到优点。
电力拖动自动控制知识点整理
1、电力拖动实现了电能与机械能之间的能量转变。
2、电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是什么？ 通过控制电动机电压、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。
3、运动控制系统及其组成 运动控制系统由电动机及负载、功率放大与变换装置、控制器及相应传感器构成4、控制器分模拟控制器和数字控制器两类，现在更多采用全数字控制器5、信号转换电压匹配、极性转换、脉冲整形等6、交流调速系统和直流调速系统的区别。
直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。
交流电动机具有结构简单等诸多优点，但动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性质。
7、同步电动机的转速和电源频率严格保持同步8、转矩控制是运动控制的根本问题。
磁链控制与转矩控制同样重要。
9、几种典型的生产机械负载转矩特性。
恒转矩负载特性：恒功率负载特性：风机、泵类负载特性：10、调速系统是电力拖动控制系统中最基本的系统 11、调节直流电动机转速的方法（1）调节电枢供电电压； （2）减弱励磁磁通； （3）改变电枢回路电阻。
自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。
13、 晶闸管整流器-电动机调速系统（V-M 系统）原理图VT 是晶闸管整流器，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，改变可控整流器平均输出直流电压Ud ，事先平滑调速。
14、V-M 系统有点门极电流可以直接用电子控制；有快速的控制作用；效率高15、 触发装置GT 的作用 把控制电压Uc 转换成触发脉冲的触发延迟角α，用以控制整流电压，达到变压调速的目的。
16、带负载单相全控桥式整流电路的输出电压和电流波形 由于电压波形的脉动，造成了电流波形的脉动。
17、V —M 系统主电路如何出现电流连续和断续两种情况。
当V-M 系统主电路有足够大的电感量，而且电动机负载电流也足够大时，整流电流有连续脉动波形。
电力拖动自动控制系统的重点复习,考试必过(优选.)
压Un
也相应下降，而转速给定电压
U
* n
不变，
∆U
n
=
U
* n
−U n
增加。转速调节器 ASR 输出 U c
增加，
使控制角α 减小，晶闸管整流装置输出电压 U d 增加，于是电动机转速便相应自动回升，其调节过程可
简述为：
TL ↑→ Id ↑→ Id (RΣ + Rd ) ↑→ n ↓→ U fn ↑→ ∆U ↑→ Uc ↑→
保产品质量。
3）加、减速-频繁起、制动的设备要求尽量快的加、减速以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则
要求起、制动尽量平稳。
6.解 释 反 馈 控 制 规 律 ？
答（1）被调量有静差（2）抵抗扰动与服从给定（3）系统精度依赖于给定和反馈检测精度
7.闭环空载转速 n0cl 比开环空载转速 n0op 小多少?
之比，称作静差率 s ，即 s
=
∆n N n0
或用百分比表示
s=
∆nN n0
× 100%
在直流电动机变压调速系统中，一般以电动机的额定转速作为最高转速 N n
则
s
=
∆nN n0
=
∆nN nmin + ∆nN
∴ nmin
=
∆nN s
− ∆nN
=
(1 −
s)∆nN s
D
=
nmax nmin
=
nN s ∆nN (1 −
（2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。 （3）如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化，它不能得到反 馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是 被反馈环包围的前向通道上的扰动。 （ 2-13） 为 什 么 用 积 分 控 制 的 调 速 系 统 是 无 静 差 的 ？ 在 转 速 单 闭 环 调 速 系 统 中 ， 当 积 分 调 节 器 的 输入偏差电压 ∆U = 0 时，调节器的输出电压是多少？它取决于那些因素？
(完整版)电力拖动自动控制系统的重点复习
1.运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。
2.V-M系统：晶闸管整流器—电动机调速系统；SPVWM：电压空间矢量PWM控制3.直流PWM调速系统：脉宽调整变换器—直流电动机调速系统；脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速4.泵升电压：当系统工作在逆变状态时，会对滤波电路中滤波电容进行充电，使电容两端电压升高5.静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流（转矩）间的稳态关系6.有静差调速系统：在比例控制调速系统中，存在扰动引起的稳态误差；7.无静差调速系统：对于积分控制和比例积分控制系统，由阶跃扰动引起的稳态误差为0；8.电流截止负反馈：当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
9.准时间最优控制：在设备物理上的允许条件下，实现最短时间的控制；10.双闭环调速系统：在电流、转速反馈控制系统中，从闭环结构上看，由电流环在里面构成的内环和由转速环在外面构成的外环，两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统；11.可逆调速系统：可以实现电机正反转，具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统；12.环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流（1）静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。
瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。
（2）动态环流——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。
电力拖动自动控制知识点总结
第1章绪论１、电机得分类?①发电机(其她能→电能)直流发电机与交流发电机②电动机(电能→其她能)直流电动机:有换向器直流电动机(串励、并励、复励、她励)与无换向器直流电动机(又属于一种特殊得同步电动机)交流电动机:同步电动机异步电动机:鼠笼式、绕线式、伺服电机控制电机:旋转变压器自整角机力矩电机测速电机步进电机(反应式、永磁式、混合式)2、根据直流电机转速方程ｎ—转速(r/mｉn); Ｕ - 电枢电压(V) Ｉ- 电枢电流(A); R—电枢回路总电阻( Ω ); Φ—励磁磁通(Wb);Kｅ—由电机结构决定得电动势常数、三种方法调节电动机得转速:(１)调节电枢供电电压U; (2)减弱励磁磁通Φ;(3)改变电枢回路电阻Ｒ。
调压调速:调节电压供电电压进行调速,适应于:Ｕ≤Unom,基频以下,在一定范围内无级平滑调速。
弱磁调速:无级,适用于Φ≤Φnom,一般只能配合调压调速方案,在基频以上(即电动机额定转速以上)作小范围得升速。
变电阻调速:有级调速、问题３:请比较直流调速系统、交流调速系统得优缺点,并说明今后电力传动系统得发展得趋势。
* 直流电机调速系统优点:调速范围广,易于实现平滑调速,起动、制动性能好,过载转矩大,可靠性高,动态性能良好。
缺点:有机械整流器与电刷,噪声大,维护困难;换向产生火花,使用环境受限;结构复杂,容量、转速、电压受限。
＊交流电机调速系统(正好与直流电机调速系统相反)优点:异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉,使用环境广,运行可靠,便于制造大容量、高转速、高电压电机。
大量被用来拖动转速基本不变得生产机械。
缺点:调速性能比直流电机差。
＊发展趋势:用直流调速方式控制交流调速系统,达到与直流调速系统相媲美得调速性能;或采用同步电机调速系统.第2章闭环控制得直流调速系统1、常用得可控直流电源有以下三种⏹旋转变流机组——用交流电动机与直流发电机组成机组,以获得可调得直流电压。
⏹相控整流器——把交流电源直接转换成可控得直流电源。
2021年电力拖动自动控制知识点总结
2021年电力拖动自动控制知识点总结为了确保电流环关键调整作用，在起动过程中 ACR是不应饱和，电力电子装置 UPE 最大输出电压也须留有余地，这些全部是设计时必需注意。
系统加速度恒定，转速呈线性增加。
【3】第Ⅲ 阶段转速调整阶段（ t2 以后）在这最终转速调整阶段内，ASR 和ACR全部不饱和，ASR起主导转速调整作用，而ACR则力图使 Id 立即地跟随其给定值 Ui ，或说，电流内环是一个电流随动子系统。
4、双闭环直流调速系统起动过程有以下三个特点：（1）饱和非线性控制；（2）转速超调；（3）按时间最优控制5、在双闭环系统中，由电网电压波动引发转速动态改变会比单闭环系统小得多。
6、双闭环直流调速系统中转速调整器作用（1）转速调整器是调速系统主导调整器，它使转速 n 很快地跟随给定电压改变，稳态时可减小转速误差，假如采取PI调整器，则可实现无静差。
（2）对负载改变起抗扰作用。
（3）其输出限幅值决定电机许可最大电流。
电流调整器作用（1）作为内环调整器，在外环转速调整过程中，它作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调整器输出量）改变。
（2）对电网电压波动起立即抗扰作用。
（3）在转速动态过程中，确保取得电机许可最大电流，从而加紧动态过程。
（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流最大值，起快速自动保护作用。
一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。
这个作用对系统可靠运行来说是十分关键。
7、【1】跟随性能指标：常见阶跃响应跟随性能指标有tr —上升时间；s —超调量；ts —调整时间。
【2】抗扰性能指标标志着控制系统抵御扰动能力。
常见抗扰性能指标有DCma —动态降落；tv —恢复时间。
通常来说，调速系统动态指标以抗扰性能为主，而随动系统动态指标则以跟随性能为主。
8、在阶跃输入下 I 型系统稳态时是无差；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且和 K 值成反比；在加速度输入下稳态误差为￥。
所以，I型系统不能用于含有加速度输入随动系统。
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。
《电力拖动自动控制系统》教学要点总结(第五章)
《电力拖动自动控制系统》教学要点总结(第五章) 《电力拖动自动控制系统》教学要点总结(第五章)《电力拖动自动控制系统》交流部分课程教学要点第五章交流调速的基本类型和交流变压调速系统1、交流调速系统的特点，交流调速的六种方法是什么，从转差功率的角度将异步电动机调速系统分成3类，并举例说明。
2、异步电动机改变电压时的机械特性（1）、固有机械特性，存在问题（2）、不同电压下的机械特性，尤其是高转子电阻交流电动机的不同电压下的机械特性3、闭环控制变压调速系统的静特性（1）、交流力矩电动机机械特性的缺点（虽然调速范围大，但是特性软）（2）、闭环静特性的特点（特性硬，采用PI后，可以实现无静差，但有极限）（3）、异步电动机闭环调压系统与直流电动机闭环调压系统的不同之处(4)根据转差功率损耗分析，调压调速的异步电动机带恒转矩负载时为什么不适宜在低速下长期工作？掌握结论即可。
3、软起动器异步电机常用启动方法，为什么降压启动？软起动器的作用及特点是什么？思考题1根据对转差功率处理方式不同，交流电动机调速系统分为哪几类？并举例说明。
2晶闸管交流电动机调压调速系统中，为了扩大调速范围，通常使用什么种类的异步电动机？画出其机械特性曲线？3画出转速闭环交流异步电动机调压调速系统原理图和静特性。
其最大转矩和最小转矩受哪个因素限制？4说明你在调压调速实验中，调压装置的最小控制角是如何确定的？理论上应与哪个参数相等？5结合调压调速实验，说明转速负反馈交流调压调速系统原理。
画出高阻转子电动机的闭环静特性。
6根据转差功率损耗分析，交流变压调速系统最适合哪一类负载？该负载下的最大转差功率损耗系数为多大？对应得转差率是多少？7普通交流电动机带恒转矩负载进行调压调速，能否低速长期运行？为什么？8说明交流电动机轻载降压节能原理。
轻载时是否电压越低越好？为什么？1扩展阅读：《电力拖动自动控制系统》教学要点总结(第二章)第二章转速、电流双闭环直流调速系统和调节器设计方法1、转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性（1）转速、电流双闭环直流调速系统的组成：内环和外环结构（2）稳态结构图和静特性（3）各变量稳态工作点和稳态参数计算（涉及的问题：稳态运行时，ASR和ACR的输入和输出分别为多少？如作业2-2）作业：P94，2-1、2-2、2-62、双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析（1）动态数学模型（理解即可）用传递函数表示的双闭环直流调速系统的动态结构框图（理解即可）（2）起动过程分析（涉及的问题：三个阶段中，ASR和ACR分别是饱和、不饱和、退饱和？）电流上升的阶段恒流升速阶段转速调节阶段（3）动态抗扰性能分析：主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能（涉及的问题：负载扰动靠哪个环来抑制？抗电网电压扰动靠哪个环来抑制？）（4）转速和电流两个调节器的作用（详见教材59页解释）（涉及的问题：两个调节器都具有输出限幅功能，其输出限幅值都由什么来决定的）（涉及的问题：ASR和ACR处于饱和与非饱和状态下的稳态参数计算问题，如作业中2-7、2-8）作业：P95，2-5、2-6、2-7、2-8（5）调节器的工程设计方法：典型系统及其相应的性能指标典型I、Ⅱ型系统的传递函数（掌握）、开环对数频率特性（理解即可）控制系统的动态性能指标：跟随性能指标和抗扰性能指标的基本概念（掌握）典Ⅰ、Ⅱ型系统动态性能指标与参数的关系：典I系统跟随性能指标与参数的关系：（注意KT=0.5的参数关系与性能）典型I型系统抗扰性能指标与参数的关系：只是分析了一种特定扰动下（该扰动所处位置为双闭环调速系统中电流环中电网电压变化的扰动点）与参数的关系（理解即可）典2Ⅱ系统跟随性能指标与参数的关系：（注意h=0.5的参数关系与性能）典型Ⅱ型系统抗扰性能指标和参数的关系：只是分析了一种特定扰动下（该扰动所处位置为双闭环调速系统中的负载扰动）与参数的关系（理解即可）典型I、Ⅱ型系统在动态性能（如超调量、抗扰性能）上的主要差别（详见教材71页解释）按工程设计方法设计ASR和ACR双环系统的动态结构图（理解即可）双闭环系统的设计步骤：先内环、后外环先设计ACR：电流环的简化（理解即可）ACR的选择（选PI调节器）将电流环校正成典型I型系统（注意校正过程：比例微分环节与惯性环节的对消）再设计ASR：电流环与转速滤波环节的近似成一阶惯性环节（理解即可）ASR的选择（选PI调节器）转速环组成典型Ⅱ型系统作业：P95，2-133、转速微分负反馈：（涉及的问题：采用转速微分负反馈的目的？）4、弱磁控制的直流调速系统：（涉及的问题：变压与弱磁如何配合控制？（基速以下及基速以上？））（涉及的问题：变压与弱磁配合控制中电压、磁通、转矩和功率与转速之间的关系？（理解教材92页图2-35的控制特性图））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复习材料整理——电子科大
电力拖动制动控制系统——运动控制系统一、名词解释VVVF：变压变频；Carrier Wave：载波；SHEPWM：消除制定次数谐波的PWM；SPWM：正弦脉宽调制；ASR：转速调节器；FBS：测速调节器；UPEM：桥式可逆电力电子变换器；APR：位置调节器；DTC：直接转矩控制；IGBT：绝缘栅双极晶体管；CHBPWM：电流滞环跟踪PWM；PWM：脉宽调制；ACR：电流调节器；SVPWM：FBC：电流反馈环节；UPE：电力电子变换器；DLC：逻辑控制环节；PID：比例积分微分。
二、勾画重点第一章、转速反馈的直流调速系统直流电动机基本方程：E a=C eΦn U=E a+I a R a T=C tΦI a T=T2+T0=T L I f=U fR f1、V-M系统的特点：1：晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性；2：在控制作用的快速性上，变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级。
V-M系统的问题：1：由于晶闸管的单向导电性，给系统的可逆运行造成困难；2：晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt 都十分敏感，若超过允许值会在很短的时间内损坏器件；3：由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备。
2、PWM的优点：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：若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强。
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，装置效率较高。
6：直流电源采用不可控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
3、斩波电路三种控制方式：PWM、PFM、混合型。
4、V-M系统机械特性的特点:1：当电流连续时，特性还比较硬；2：断续段特性则很软，而且呈显著的非线性，理想空载转速翘得很高。
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。
电力拖动系统知识点总结
电力拖动系统知识点总结一、电力拖动系统概述电力拖动系统是指利用电动机驱动，通过变速器、机械传动装置和控制系统，实现对各种机械设备的动力传递和控制的系统。
它是现代工业中广泛应用的一种动力传动方式，具有结构简单、运行可靠、效率高、调速范围广等优点，被广泛应用于各种生产设备和工业机械中。
二、电力拖动系统结构1. 电动机：电力拖动系统的驱动源，常见的电动机有直流电动机、交流异步电动机、交流同步电动机等。
根据不同的工况和要求，选择适合的电动机类型。
2. 变速器：用于调节和控制电动机的转速，使其适应不同的工况和负载要求。
根据需要，可以选择机械变速器或者电子变速器。
3. 机械传动装置：包括联轴器、齿轮传动、链传动等，用于将电动机的旋转运动传递给工作机构，实现对工作机构的动力传递和控制。
4. 控制系统：用于控制电动机的启停、调速、反向等动作，使整个电力拖动系统能够按照要求进行运行和控制。
控制系统通常包括PLC、变频器、传感器等设备。
5. 电源系统：用于提供电动机所需的电能，包括电源线路、电箱、开关柜等设备。
三、电力拖动系统的工作原理电力拖动系统的工作原理可以分为如下几个步骤：1. 电源供应：电源系统将电能供应给电动机，使其转动。
2. 变速器控制：利用变速器对电动机的转速进行调节，根据不同的负载要求和工作条件进行调整。
3. 机械传动：通过机械传动装置将电动机的转动传递给工作机构，实现对工作机构的动力传递。
4. 控制系统作用：控制系统对整个电力拖动系统进行控制和监控，保证其安全稳定地运行。
这样，整个电力拖动系统就能够实现对工作机构的动力传递和控制，满足各种不同的生产要求和工业应用。
四、电力拖动系统的应用领域电力拖动系统广泛应用于各种生产设备和工业机械中，包括：机床、起重设备、输送设备、风机、泵等。
特别是对于需要频繁启停、调速和反向的设备，电力拖动系统具有明显的优势。
在自动化生产线和智能制造系统中，电力拖动系统更是不可或缺的一部分，它能够实现对整个生产线的动力传递和控制，完全符合现代工业的生产要求。
电力拖动重点知识整理
1.电力拖动自动控制系统按控制的物理量分类：调速系统、位置随动系统、张力控制系统、多电机同步控制系统2.直流调速系统用的可控直流电源：旋转变流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器3.晶闸管管可控整流装置中电路，谐波与无功功率造成的电力危害，必须添置无功补偿和谐波滤波装置。
4.V-M系统中整流电路输出电流波形是脉动的，可能出现电流连续和断续两种情况。
抑制电流脉动的措施：1增加整流电路相数或采用多重化技术2设置平波电抗器5.桥式可逆PWM系统，PWM变化器中的电容作用：1滤波2当电机制动时吸收运行系统动能。
由于直流电源靠二极管整流器供电，不能回馈电能，电机制动时只能对滤波电容充电，电容两端电压升高，称作“泵升电压”6.静态性能指标：调速范围、静差率7.一个系统的调速范围是指在低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。
8.开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系结论：1闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多2闭环系统静差率比开环系统小得多3静差率一定时，闭环系统可大大提高调速范围4获得以上优势闭环系统必须设置放大器9.反馈控制规律：1只有比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍有静差2反馈控制系统的作用：抵抗扰动，服从给定3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度10.比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，克服了各自的缺点，扬长避短，互相补充。
比例部分能迅速响应控制作用，积分部分则最终消除稳态偏差11.电压负反馈的构成：反馈检测原件即起分压作用的电位器。
12.转速、电流双闭环直流调速系统，设置2个调节器分别调节转速和电流，即引入转速负反馈和电流负反馈。
二者串级联接，转速调节器的输出作为电流调节器的输入电流调节器输出控制电力电子变换器。
从闭环结构上，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。
这就形成了转速、电流双闭环调速系统13.（判断）PI调节器输出量在动态过程中决定于输入量的积分，达到稳态时，输入为零，输出的稳态值与输入无关，而是由他后面的环节决定14.双闭环直流调速系统根据起动过程中转速调节器ASR经历不饱和、饱和、退饱和3种情况动态过程分为3个阶段：电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段。
《电力拖动自动控制系统》复习要点
阮毅、陈伯时《电力拖动自动控制系统（第4版）》复习要点第一章绪论1、运动控制系统的组成2、运动控制系统的基本运动方程式me L d JT T dt ω=-mm d dtθω=3、转矩控制是运动控制的根本问题。
4、负载转矩的大小恒定，称作恒转矩负载。
a ）位能性恒转矩负载b)反抗性恒转矩负载。
5、负载转矩与转速成反比，而功率为常数，称作恒功率负载。
6、负载转矩与转速的平方成正比，称作风机、泵类负载。
直流调速系统第二章转速反馈控制的直流调速系统1、直流电动机的稳态转速：e U IR n K -=Φ2、调节直流电动机转速的方法：（1）调节电枢供电电压；（2）减弱励磁磁通；（3）改变电枢回路电阻。
3、V-M系统原理图4、触发装置GT 的作用就是把控制电压U c 转换成触发脉冲的触发延迟角α。
改变触发延迟角α可得到不同的U d0，相应的机械特性为一族平行的直线。
5、脉宽调制变换器的作用：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速。
6、调速范围：生产机械要求电动机提供的最高转速n max 和最低转速n min 之比。
7、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Δn N 与理想空载转速n 0之比。
8、调速范围、静差率和额定速降之间的关系：(1)N N n s D n s =∆-N N ND n s n D n ∆=+∆(1)N N n s n D s ∆=-9、转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图10、直流电动机的动态结构11、开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性的关系：（1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多；（2）闭环系统的静差率要比开环系统小得多；（3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围。
12、当负载转矩增大，闭环调速系统转速自动调节的过程：TL ↑→I d ↑→n ↓→U n ↓→∆U n ↑→U c ↑→U d0↑→n ↑13、比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状，而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
《电力拖动自动控制知识综述》
– (3)按一下停止按钮SB1，接触器失电断开，
电动机停转。
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分析思考
• 1.断开KM的辅助常开触头后，将会怎样？ • 2.总结装接线路的经验和技巧。
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电动机的正反转控制
• 电梯的上下升降，机床工作台的移动，其
• 1.线路的装接
–(1)查图8.3中各元件的好坏。
–(2)弄清楚交流接触器的主触头、辅助常开 和辅助常闭触头以及线圈的接线位置，热继 电器的热元件、辅助常开和辅助常闭触头的 接线位置，以及起动按钮（常开）和停止按 钮（常闭）的接线位置。
–(3)按图8.4进行接线。
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图8.4 电动机单向运行结构连接图
• 1．起动性能
（1）起动电流Ist 电动机的起动电流对线路是有影响的。过
大的起动电流在短时间内会在电路上造成较大 的电压降落，而使负载端电压降低，影响邻近 负载的正常工作。
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（2）起动转矩Tst
• 如果起动转矩Tst过小，就不能在满载下起 动，应设法提高。但起动转矩Tst过大，会 使传动机构（譬如齿轮）受到冲击而损坏，
• （1）原理。同步电动机本身没有启动转矩，所 以不能自行启动。对称三相定子绕组通入对称三 相正弦交流电产生旋转磁场，转子励磁绕组通入 直流电产生于定子极数相同的恒定磁场。同步电 动机就是靠定、转子之间异性磁极的吸引力有旋 转磁场带动磁性转子旋转的。
• （2）启动方法。同步电动机的启动方法有两种， 即辅助电动机启动法，实际使用较少；另一种启 动方法，实际中常用。
电 磁
启动过程：
铁
抱闸
通
电磁铁 拉开
电
动作
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第1章 绪论1、电机的分类？①发电机(其她能→电能)直流发电机与交流发电机②电动机(电能→其她能)直流电动机:有换向器直流电动机(串励、并励、复励、她励)与无换向器直流电动机(又属于一种特殊的同步电动机)交流电动机:同步电动机异步电动机:鼠笼式、绕线式、伺服电机控制电机:旋转变压器自整角机力矩电机测速电机步进电机(反应式、永磁式、混合式)2、根据直流电机转速方程n — 转速(r/min); U — 电枢电压(V) I — 电枢电流(A); R — 电枢回路总电阻( Ω ); Φ — 励磁磁通(Wb);Ke — 由电机结构决定的电动势常数。
三种方法调节电动机的转速:(1)调节电枢供电电压 U ; (2)减弱励磁磁通 Φ;(3)改变电枢回路电阻 R 。
调压调速:调节电压供电电压进行调速,适应于:U ≤Unom,基频以下,在一定范围内无级平滑调速。
弱磁调速:无级,适用于Φ≤Φnom,一般只能配合调压调速方案,在基频以上(即电动机额定转速以上)作小范围的升速。
变电阻调速:有级调速。
问题3:请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点,并说明今后电力传动系统的发展的趋势。
* 直流电机调速系统优点:调速范围广,易于实现平滑调速,起动、制动性能好,过载转矩大,可靠性高,动态性能良好。
缺点:有机械整流器与电刷,噪声大,维护困难;换向产生火花,使用环境受限;结构复杂,容量、转速、电压受限。
* 交流电机调速系统(正好与直流电机调速系统相反)优点:异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉,使用环境广,运行可靠,便于制造大容量、高转速、高电压电机。
大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。
缺点:调速性能比直流电机差。
* 发展趋势:用直流调速方式控制交流调速系统,达到与直流调速系统相媲美的调速性能;或采用同步电机调速系统、第2章 闭环控制的直流调速系统1、常用的可控直流电源有以下三种⏹ 旋转变流机组——用交流电动机与直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。
⏹ 相控整流器——把交流电源直接转换成可控的直流电源。
⏹ 直流斩波器或脉宽调制变换器——先用不可控整流交流电变换成直流电,然后用PWM 脉宽调制方式调节输出的直流电压。
2、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 i f 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。
3、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),4、晶闸管触发与整流装置的放大系数与传递函数在动态过程中,可把晶闸管触发与整流装置瞧成就是一个纯滞后环节,其滞后效应就是由晶闸管的Φ-=e C IR U n失控时间引起的。
传递函数近似成一阶惯性环节。
5、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。
PWM 系统的优点(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。
6、PWM 控制与变换器的数学模型PWM 控制与变换器(简称PWM 装置)也可以瞧成就是一个滞后环节,其传递函数可以写成K s — PWM 装置的放大系数; T s — PWM 装置的延迟时间, T s ≤ T 0 7、当开关频率为10kHz 时,T = 0、1ms ,在一般的电力拖动自动控制系统中,时间常数这么小的滞后环节可以近似瞧成就是一个一阶惯性环节,因此, 与晶闸管装置传递函数完全一致 8、调速系统的转速控制要求 (1)调速——在一定的最高转速与最低转速范围内,分挡地(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、制动的设备要求加、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,制动尽量平稳。
9、调速范围:生产机械要求电动机提供的最高转速与最低转速之比叫做调速范围,用字母 D 表示,即静差率: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时所对应的转速降落 ∆n N ,与理想空载转速 n 0 之比,称作静差率 s ,即 ∆n N = n 0 - n N 10、调速范围与静差率这两项指标并不就是彼此孤立的,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。
一个调速系统的调速范围,就是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。
11、系统特性比较(1)闭环系统静性可以比开环系统机械特性硬得多。
(2)如果比较同一的开环与闭环系统,则闭环系统的静差率要小得多。
(3)当要求的静差率一定时,(4)要取得上述三项优势,,能够提高调速范围,为此所需付出的代价就是,12、反馈控制规律(1、)比例控制的反馈控制系统就是被调量有静差的控制系统:【闭环系统的开环放大系数K 值越大,系统的稳态性能越好。
然而,K p =常数,稳态速差就只能减小,却不可能消除。
】 (2、)反馈控制系统的作用就是: 抵抗扰动, 服从给定 反馈控制系统所能抑制的只就是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
抗扰性能就是反馈控制系统最突出的特征之一。
(3)系统的精度依赖于给定与反馈检测的精度。
s T K s W s s s 1)(+≈sT K s U s U s W s e )()()(s c d s -==1)(s s s +≈s T K s W min max n n D =0N n n s ∆=N s n ∆)(e d c K I C RI n l +=∆反馈控制系统的规律就是:一方面能够有效地抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用;另一方面,则紧紧地跟随着给定作用,对给定信号的任何变化都就是唯命就是从的。
13、采用比例积分调节器的闭环调速系统就是无静差调速系统。
积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速。
比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状;而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
PI 调节器的输出电压由比例与积分两部分相加而成。
比例积分控制综合了比例控制与积分控制两种规律的优点,又克服了各自的缺点,扬长避短,互相补充。
比例部分能迅速响应控制作用,积分部分则最终消除稳态偏差。
14、无静差调速系统的稳态参数计算很简单,在理想情况下,稳态时 ∆U n = 0,因而 U n = U n * ,可以按式(1-67)直接计算转速反馈系数15、为了解决反馈闭环调速系统的起动与堵转时电流过大的问题,系统中必须有自动限制电枢电流的环节。
如果采用某种方法,当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流,而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
这种方法叫做电流截止负反馈,简称截流反馈。
16、微机数字控制系统的主要特点就是离散化与数字化:⏹ 离散化:为了把模拟的连续信号输入计算机,必须首先在具有一定周期的采样时刻对它们进行实时采样,形成一连串的脉冲信号,即离散的模拟信号,这就就是离散化。
⏹ 数字化:采样后得到的离散信号本质上还就是模拟信号,还须经过数字量化,即用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值,将它转换成数字信号,这就就是数字化。
17、由光电式旋转编码器产生与被测转速成正比的脉冲,测速装置将输入脉冲转换为以数字形式表示的转速值。
脉冲数字(P/D)转换方法:(1)M 法—脉冲直接计数方法;M 法测速只适用于高速段。
(2)T 法—脉冲时间计数方法;T 法测速适用于低速段。
(3)M/T 法—脉冲时间混合计数方法。
M/T 法测速可在较宽的转速范围内,具有较高的测速精度。
18、数字控制器不仅能够实现模拟控制器的数字化,而且可以突破模拟控制器只能完成线性控制规律的局限,完成各类非线性控制、自适应控制乃至智能控制等等,大大拓宽了控制规律的实现范畴。
智能控制特点: 控制算法不依赖或不完全依赖于对象模型,因而系统具有较强的鲁棒性与对环境的适应性。
第 3 章 转速、电流双闭环直流调速系统与调节器的工程设计方法1、转速调节器ASR 的输出限幅电压U*im 决定了电流给定电压的最大值;电流调节器ACR 的输出限幅电压U cm 限制了电力电子变换器的最大输出电压U dm 。
2、双闭环调速系统在稳态工作中,当两个调节器都不饱与时,各变量之间有下列关系比例环节的输出量总就是正比于其输入量,而PI 调节器则不然,其输出量在动态过程中决定于输入量的积分,达到稳态时,输入为零,输出量的稳态值与输入无关,而就是由它后面环节的需要决定的。
后面需要PI 调节器提供多么大的输出值,它就能提供多少,直到饱与为止。
3、起动过程分析在起动过程中转速调节器ASR 经历了不饱与、饱与、退饱与三种情况【1】电流上升阶段(0~t1)。
在这一阶段中,ASR 很快进入并保持饱与状态,而ACR 一般不饱与。
0n *n n n U U αα===dL d i *i I I U U ββ===s dL *n e s d e s d0c /K R I U C K R I n C K U U +=+==αmax *maxn n U =α【2】恒流升速阶段(t1~t2),就是起动过程中的主要阶段。
为了保证电流环的主要调节作用,在起动过程中 ACR就是不应饱与的,电力电子装置 UPE 的最大输出电压也须留有余地,这些都就是设计时必须注意的。
系统的加速度恒定,转速呈线性增长。
【3】第Ⅲ阶段转速调节阶段( t2 以后)在这最后的转速调节阶段内,ASR与ACR都不饱与,ASR起主导的转速调节作用,而ACR则力图使I d尽快地跟随其给定值U*i,或者说,电流内环就是一个电流随动子系统。
4、双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点:(1) 饱与非线性控制; (2) 转速超调;(3) 准时间最优控制5、在双闭环系统中,由电网电压波动引起的转速动态变化会比单闭环系统小得多。
6、双闭环直流调速系统中转速调节器的作用(1)转速调节器就是调速系统的主导调节器,它使转速n 很快地跟随给定电压变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。
(2)对负载变化起抗扰作用。
(3)其输出限幅值决定电机允许的最大电流。