电力拖动控制系统作业

电力拖动控制系统作业（精选8篇）

篇1：电力拖动控制系统作业

川农《电机与电力拖动(专科)》17年3月在线作业

一、单选题（共 20 道试题，共 100 分。）

1.一台他励电动机，装拆不慎，以致负载增大时转速越来越高，其原因是（）。A.电刷从几何中性线逆着电枢转向移动了β角 B.电刷从几何中性线顺着电枢转向移动了β角 C.励磁回路电阻太大 D.源电压越来越高 正确答案：

2.对于三相异步电动机在反接制动状态下，其转差率S为（）A.S= 1 B.S >1 C.S < 1 D.S= 0。正确答案：

3.直流电机在电刷处于几何中性线位置时，由于磁路饱和的缘故，电枢反应对直流电机的每极磁通量的影响是（）。A.保持不变 B.略有增加 C.略有减少 D.减少很多 正确答案：

4.短距绕组指的是（）。A.y1（节距）= τ（极距）B.y1 >τ C.y1 <τ

D.与y1、τ的大小无关 正确答案：

5.下列哪种直流电机装有两套励磁绕组。（）A.并励直流电机 B.串励直流电机 C.他励直流电机 D.复励直流电机。正确答案：

6.在直流发电机中，将交流电动势变换成直流电动势的部件是（）A.电枢绕组

B.换向器与电刷#3换向极 C.主磁极绕组。

正确答案：

7.下列不需要外电源供电的发电机是（）A.并励发电机 B.串励发电机 C.他励发电机 D.复励发电机。正确答案：

8.变压器带容性载运行时，电压调整率为下列各选项的（）。A.一定为负值 B.一定为正值 C.一定为零

D.有可能为零。正确答案：

9.一台异步电机的转差率S=0表示该电机处于（）A.电磁制动状态 B.发电机状态

C.电动机的空载运行状态 D.电动机的额定运行状态。正确答案：

10.直流电机中主磁极的作用是（）。A.改善换向 B.产生主磁场 C.产生感应电动势 D.减少损耗 正确答案：

11.下列变压器的部件是由硅钢片叠压而成的是（）A.铁心 B.绕组 C.散热器 D.油箱 正确答案：

12.同步电机主要用作（）。A.变压器 B.发电机 C.电动机 D.调相机 正确答案：

13.对于自耦变压器，其实际绕组的个数为（）A.0 B.1 C.2 D.不确定。正确答案：

14.在变压器的折算中，折算后的二次电流为实际二次电流的（）

A.K倍 B.1 / K倍 C.K2倍 D.1 / K2倍 正确答案：

15.在电力系统中我们常常采用的变压器的等效电路为（）。A.T型等值电路 B.г型等值电路 C.一字型等值电路 D.任意选择 正确答案：

16.频率为f1的三相对称正弦电流通入三相对称定子绕组中产生的v次空间谐波磁通，在定子绕组中感应电动势的频率为（）A.f1 B.v f1 C.f1/v 正确答案：

17.有两个尺寸相同的铁芯线圈，导线粗细和匝数也相同，一个用硅钢片做铁芯，另一个用铸铁做铁芯，接到同一个交流电源上时，两个铁芯中磁通的大小关系为（）A.Ф硅 >Ф铁 B.Ф硅=Ф铁 C.Ф硅 <Ф铁 D.不能确定。正确答案：

18.异步电动机外施三相交流电，空载运行时，气隙中每极磁通的大小主要取决于（）A.气隙的大小 B.电源电压的大小 C.磁路的饱和程度

D.定子漏阻抗的大小。正确答案：

19.同步电动机的功角θ=0表示它处于（）A.调相机状态 B.发电机状态 C.电动机状态 D.停止工作。正确答案：

20.直流发电机的外特性指的是：（）A.端电压与励磁电流的关系 B.端电压与负载电流的关系 C.输出功率与电磁转矩的关系 D.输出功率与转速的关系。正确答案：

篇2：电力拖动控制系统作业

接触器KM 中间继电器KA 图形文字符号不同

接触器一般用于主电路，其触电电流不小于5A，有灭弧系统，继电器一般用于控制电路，触电电流不大于5A，无灭弧系统。

2.电动机出现哪些故障应立即停机处理？

（1）电动机或起动装置内冒烟或有火花；（2）发生人身事故；

（3）剧烈振动；（4）所带动的机械设备损坏；（5）转速急剧减小，同时电动机急速发热；（6）轴承温度超过允许值；（7）电动机单向运转或电流超过允许值等。

3.自锁互锁双重联锁含义及作用

自锁：即依靠接触器自身的辅助触点而使其线圈保持通电的现象，作用：保持电路的通路

互锁：即接触器将常闭触点串在对方的线圈电路中，作用：让两只接触器不能同时得电，防止电源短路。

双重联锁：在电器互锁的基础上，采用复合按钮，用起动按钮的常闭触点构成按钮互锁而形成的双重联锁电路。作用：形成具有电气、按钮双重互锁的正反转控制电路。

4.安装电气控制线路中总结了哪些经验

（1）按照原理图接线，接线过程中注意工艺特点，“横平竖直不搭桥”

（2）每做一条线，就在图上标一个记号，反复核对，避免漏接、错接、重复接线。（3）接好线路后，对照原理图，接线图逐线核查，并检查端子接线处是否牢靠，排除虚接故障。

（4）然后用万用表测试通断，看电路是否接好 5.画出电气互锁正反转电路图、双重联锁正反转控制电路图

6.三相异步电动机起动特点：分为直接起动和降压起动，降压起动分为：星-三角降压起动、自耦变压器降压起动、沿边三角形降压起动。起动电流要小，以减小对电网的冲击，起动转矩要大，以加速起动过程，缩短起动时间。

7.工作中通过什么什么手段来检测电动机运行状况

8.电机是利用电磁感应原理工作的机械，是生产传输分配及应用电能的主要设备。电机按功能分可分为发电机、电动机、变压器和控制电机四大类。按电源电流的不同，可分为直流电机和交流电机。电力拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统。电力拖动系统包括电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源（框图P1）

直流电动机的基本结构：定子和转子，定子由主磁极、机座、换向磁极、电刷装置、和端盖组成，端盖起支撑作用。

直流电动机的转子又叫电枢，由电枢铁心、电枢绕组、换向器、电机转轴和轴承等组成。

电力变压器是利用电磁感应原理，在频率不变的基础上将电压升高或降低，以利于电力的输送、分配和使用，作用：变压、变流、变阻抗、传送电能。

变压器的工作原理：在闭合铁心上，绕有两个互相绝缘的绕组，和电源连接的一侧叫一次绕组，输出电能的一侧叫二次绕组。e1/e2=N1/N2约等于U1/U2 变压器的结构包括器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置和变压器油。步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移或直线位移的执行器。也称为脉冲电动机。

电气制动：电气制动是利用电磁转矩与转速方向相反的制动原理制动的，其方法有：反接制动，能耗制动，回馈制动。

三相异步电动机的调速：变极调速、变频调速、改变转差率调速n=n1(1-s)=60f1(1-s)/p 低压电器的定义：凡是对电能的生产、输送、分配使用起控制、调节、检测、转换及保护的电工器械都可称之为电器。

用于交流50Hz额定电压1200V以下，直流额定电压1500V以下的电路内起通断、保护、控制或调节作用的电器称为低压电器。

多点控制线路：在两个及以上的地点根据实际情况设置控制按钮，在不同地点可以进行相同的控制，两组按钮连接方法是：常开的起动按钮要并联，常闭的停止按钮要串联，这个原则对多个地点的控制同样适用。

在生产实践中常常要求控制生产机械的各个运动部件的电动机之间能够按顺序工作，因此在控制电路中，就要反映出多台电动机之间的起动顺序和停止顺序，这就是顺序控制。

变极调速常用的方法是通过改变定子绕组的连接方式构成的双速电动机，双速电动机在绕组极数改变后其相序和原来的相反，所以在变极的同时将改变三相绕组电源的相序，以保持电动机在低速和高速的转向相同。

双速电动机的控制线路

伺服电动机可以把输入的电压信号变换成电动机轴上的角位移和角速度等机械信号输出，按照控制电压分为交流伺服和直流伺服

直流伺服电动机的控制电源为直流电压，按照功能可分为：普通型直流伺服电动机、盘形电枢直流伺服电动机、空心杯直流伺服电动机和无槽直流伺服电动机等几种。

直流伺服电动机实际上为一台他励直流电动机，其励磁绕组由外施恒压的直流电源励磁或永磁磁极。

他励直流电动机的起动、调速与制动：一般直流电动机不允许直接起动，为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻起动或降低电枢电压起动，可采用机械调速和电气调速二者配合起来调速。改变传动机构速比的方法称为机械调速，改变电动机参数的方法称为电气调速。如果机械特性不变，因负载变化而引起电动机转速的改变，则不能称为调速。接触器是一种通用性很强的电磁式电器，它可以频繁地接通和分断、交直流主电路，并可实现远距离控制，主要用来控制电动机。文字符号为：KM，分为交流接触器和直流接触器

交流接触器主要由电磁机构、触点系统、弹簧和灭弧装置等组成。三相异步电动机的额定值：

额定电压Un(V)：额定工作状态时，加在定子绕组上的线电压 额定电流In(A)：额定工作状态时，流入定子绕组的线电流 额定转速nN(r/min)：额定工作状态时，电动机转速 额定频率fn（Hz）：电动机定子侧电压的频率

三相异步电动机按转子结构可分为：笼型和绕线型转子异步电动机两大类；按机壳防护形式，笼型异步电动机可分为防护式、封闭式、开启式；按冷却方式分为自冷式、自扇冷式、管道通风式、液体冷却式。

继电器含义、作用、分类：继电器是一种根据电或者非电信号的变化来接通或断开小电流（小于5A）控制电路的自动控制电器，不安装灭弧系统。用于控制电路中。

按输入信号分为：电流继电器、电压继电器、时间继电器、热继电器以及温度压力速度继电器等等。

篇3：浅析电力拖动自动控制系统

1.1 电力拖动系统自控原理

在计算机系统中, 电力拖动自动控制主要利用计算机完成功能模块化、编程、逻辑计算等工作, 然后提供独立于机械设备之外的仪器驱动程序给相关操作人员, 从而让使用者可以非常方便快捷的将程序与自己的系统进行对接测试, 方便编程。操作人员还要根据实际生产需求实行不同的自动控制方案。

整个设计能否成功取决于是否已经确定好方案, 要是整体方案可行, 那生产设备各项指标才可能真正达到要求, 即使在设计时个别环节出现了设计上的错误, 也可以通过不断的改进和测试来满足要求。但如果在一开始制定整体方案的时候就出现了问题那必须重新开始。

在确定好设计方案后, 还要根据实际情况的要求对电动机的数量、规格和各项参数进行选择。笔者经过总结, 归纳出了在电动机选择方面应该遵守的几点:

1) 在电动机的功率选择方面应该与生产机械的标准要求相匹配, 还要考虑其过载能力、启动能力、电动机发热情况等。从而选择一定功率的电动机。通常电动机容量很容易受到外界环境的影响, 所以在确定其功率时要进行多次校验。

2) 不管是采用直流电动机还是交流电动机, 都要结合所在企业的整体经济情况和技术情况进行综合考虑, 但是笔者认为企业选择操作简便、稳定性好、价格低廉的交流异步电动机会最好。如果企业生产机械功率大、调速范围广, 则可以选择调速性能更优质的直流电动机。

1.2 电力拖动设计中电器线路的设计原则总结

电力拖动方案与电动机选择好以后, 接下来就要对电器的控制线路部分进行设计。在其中电器的选择与安装设计是最主要的依据。控制线路设计初期, 对于一般企业而言首先要满足的是制动、起动与反向。但对于生产机械较大的企业则通常还要加入平滑调速和安全预警等功能。在选择设计元件时, 要采用性能良好、使用时间长、安全可靠并且稳定的继电器。在规划具体的路线时还应该要注意:

1) 触头设计方面, 要保证所有的电器触头必须正确对接。

2) 设计电器线圈联接时, 要保证所有电器正确联接。

3) 设计后的控制机构, 后期操作控制与维修简单明了, 以方便操作人员可以随时根据实际需求迅速、快捷地切换到其他控制方式, 也方便仪器出现故障时进行及时维修。

2 电力拖动自控系统安全防护方面的分析总结

所有的控制系统都要对其制定与之匹配的安全防护方面的措施, 电力拖动自控系统也一样, 其安全防护系统一般情况下分为以下两种:1) 计算机系统保护;2) 电器保护。最基本的同时也是最必要的保护是电器方面的保护, 其中包括短路保护、过流保护和热保护等等。而最不可或缺的保护就是计算机系统保护, 计算机系统保护属于高级保护, 它主要是保护系统运行、稳定等。笔者就以下几点对电力拖动自动控制系统的安全防护进行了剖析:

2.1 短路保护方面的分析

系统发生短路一般是因为电流短路造成系统局部设备的绝缘体因为过热而遭受到损害, 或者因为电流过大而造成较大的电磁脉冲, 此脉冲会损害电力拖动自动控制系统和相关电器设备。

2.2 过流保护分析

当电动机使用不当的时候, 会使其超负荷运作, 从而会引起电动机局部过电流, 此过电流能量很大, 是正常启动电动机电流的好几倍, 这样容易损害电动机和系统元件。

2.3 欠压保护分析与防护

欠压是指电源电压在系统正常运行时不能满足电动机的运作需求, 这时容易造成电动机速率减缓甚至会停止运作, 这时我们可以采取适当的加压方式来解决问题。此外, 欠压还会引起电器释放, 从而影响所有的电器不正常工作甚至出现系统故障。因此, 笔者认为, 我们可以通过采取切断电源的手段避免电压达到电动机电压临界值从而起到保护系统的作用。

2.4 热保护分析与防护

在经过长时间的工作后任何元器件都可能出现过热的现象, 电动机绕组长时间工作势必会使电动机本身的温度高于额定值, 从而使电动机出现问题。可以通过采用多台电动机相互交替的方法避免过热损害。

3 加强实验教学中的工程实践能力

3.1 理论与实践结合

“电力拖动自动控制系统”需要与实际应用密切联系, 是一门专业性较强的课程。本课程的内容较多, 加强实验教学, 进行实验课要尽可能考虑内容链接, 使其发挥更大作用。通过实验课程教学使学生学会根据实验的目的确定实验的线路、确定出实验步骤、选择出适合的仪器仪表, 通过试验测取出所需要的数据进行分析研究, 并得出相应的结论。还要使学生掌握电气测量的方法, 学会把实验设计和工程应用合理的结合在一起。虽然实验只是加深了学生对课本知识点的理解, 但从工程应用上来说, 课程中的电力电子技术、微机原理、应用技术要进一步开设设计性实验课程, 使设计控制系统、控制器和相应的算法, 与实际工作设计相衔接。

3.2 课程设计强化实践能力

课程设计就是为了让学生学会运用课本中学到的理论知识和实践技能, 能独立的解决工程中的问题。学生自主申请选题, 选题是要贴合工程应用的, 如PWM控制直流电动机调速系统的设计时。学生进行分组, 根据设计内容和要求在2~3周时间内自主完成一个课题的设计和实现。设计的内容包括:根据老师所给的题目, 查阅相应的资料, 设计相应的电路, 也可利用实验室提供的单片机最小系统、键盘输入、显示输出电路等, 学生动手搭建电路, 编写出需要的软件。老师提出要求:系统设计方案论证;系统设计;硬件开发;系统软件的设计;联机调试;系统指标测试。按照此种实验更容易使学生们掌握住系统开发设计的流程和设计方法。

参考文献

[1]王春凤, 李旭春, 杨耕.电力电子与运动控制实验平台安全性建设[J].实验技术与管理, 2011.

[2]陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[3]黄华.浅析电力系统中的电器控制线路设计[J].科技信息, 2010.

篇4：《电力拖动控制线路》教学探索

关键词：电力拖动 教学 改进

技工院校使用的《电力拖动控制线路》教材，全称为 《电力拖动控制线路与技能训练》，主要教学内容常用低压电器、电动机基本控制线路、常用生产机械的电气控制线路及电动机的自动调速系统等组成，教材的编写根据当前形势需要适当充实有可编程控制器教学内容，除理论教学外还配套有技能训练内容。但教材的编写内容上存在与实际使用不一致性，没有合理的安排授课知识点，没有很好地将其与其他学科联系起来，没能够很好地系统性的培养学生的技能。所以，有必要进一步改进《电力拖动控制线路》的教學。

为了使学生更快、更容易、更轻松地学好这门课程，经过实际的教学摸索，考虑技校生的基础及教学时间，要求技校学生在有限的课时里全面掌握本书中的内容难度很大，因此，在制定计划时，注重内容的针对性、实用性和科学性，可以将教材内容做适当处理，对部分内容进行删减。应该把交流电动机自锁正转控制线路、联锁控制、顺序控制确立为重要的基础内容，以交流电动机基本控制环节设计为主线展开教学，并突出技能训练及能力培养。如常用生产机械的电气控制线路内容可以选择学习，电动机的自动调速线路内容可删除，因为这是电拖实际应用线路，对技校的学生难度较大，而这些内容删减去也并不影响知识的连贯性。同时可以增加一些与新技术、新设备，例如编程序器（PLC）相关的教学内容。

1 改进教学方法，有效提高教学质量

《电力拖动控制线路》的教学内容通常是这样安排的，首先一一介绍比较普遍使用的低压电器，再对各种低压电器组成的不同电力拖动控制线路的原理图进行分析。在充分了解了学生能够接受知识的能力之后，合理的调整教学顺序。

其中，低压元器件是基础，有固定的功能，内容比较丰富而且较难懂，需要较多的教学时间，学生就没有学习兴趣，在分析控制线路时，学生忘记以前学过的内容，还需重新学习。针对此情况，可以调整教学顺序，改变一贯的先理论后实践顺序，可以尝试先实践再补充理论。例如讲授教材知识时，可安排学生按要求“依葫芦画瓢”比照着把电路接好，不需要原理图，只需按样子连接即可。待学生把电路完成，通电试车后，学生会对控制会有一点感觉，而对用到的低压电器功能、结构等也能有一定印象。然后逐个来介绍用到的开关、熔断器、接触器、热继电器等几个低压电器，结合实物元器件，很容易掌握各元器件的结构、作用、工作原理，再分别增加电器符号、型号、选用等知识也容易接受。

介绍几个低压电器后，趁热打铁，可以介绍第二章基本电动机控制线路中点动控制，让学生回忆一下第一次所接的电路功能是怎样的，更容易掌握点动控制线路，接着逐个介绍自锁、联锁、顺序控制等线路，每次上课需要有实物线路演示，使学生一目了然。学生把这部分内容扎实的掌握之后，其它元器件如行程开关、时间继电器、速度继电器、电磁铁等，应该在相应控制线路中用到时逐个介绍，而且必须有实物给学生看一下，摸一下能更加直接的认识行电器。这样的教学效果比按照教材章节进行讲解效果好得多。

2 方法创新，突出重点，提高技能实训效果

在学习电力拖动基本环节线路图时，学生常不容易掌握，因此，需要在讲课时采取合适的方法，有所创新，突出重点、加强技能培训和方法引导。从而激发学生学习兴趣，提高技能实训教学效率，培养学生的自主意识和创新能力。

技能实训主要是为了将电气原理图转为实用的线路装置，理论联系实际。技能实训一般分两步走：

第一步，要有正确的学习方法，要让学生具备较强的自主学习意识，提高他们的动手能力。因为教材中只有电气原理图，大部门并未安装接线图，学生很难理解某些接线图，使实践与理论脱节，不相联系。需要在授课过程中补充接线图的画法：①按实际位置画出电器元件图符；②根据线号画出各元器件的连接，先画控制电路，再画按钮内部电路，然后主电路，最后画电源电路。连接须遵守等电位原则，同线号上的各点为等电位点必须按要求连上。③工艺要求，仪表使用及安全等出现的问题需要在实训时解决好。

第二步，即实训过程，由于前期工作准备充分，大部分的学生都能够进行规范操作。在技能训练方面，开展创新教学，从而创造更高的教学效果。

由于此方法便于学生掌握，如果能够充分的掌握这种方法，以后就会很容易进行复杂的电路技能训练，会收到很好的效果。

3 加强学科内在知识结构联系，提高学生设计与应用能力

《电力拖动控制线路》是一门专业课，但是教材中却缺少了对学生的引导，这样就难免会让学生在学习中遇到各种困难。我们可以将控制线路的工作原理分四步来理解：按钮→线圈→触头→电动机，这样我们就不难理解控制线路的工作原理。我们也可以换个角度来考虑，把控制的电动机当做是控制接触器，也可把所控制的接触器看做电动机，这样学生就能更好的学习到各种控制线路，掌握他们的功能及原理。

另外，教材中的内容上通常都是按照电动机控制基本环节安排的，形式上基本上没有什么区别，先给出原理图纸，再分析线路工作原理，这样做忽略了学科内在知识结构的联系，最终虽然学生知道了这个电路，但是却不了解电路是怎样产生的，只能是靠着记忆把图纸背下来。因此，学生电路设计应用的能力不断降低。通过以上分析我们发现，之所以要加强学科内在知识结构联系，就是为了提高学生电路设计应用的能力，创造更好的课堂教学效果。要将那些比较重要的控制线路联系起来看，如点动控制，自锁控制，联锁控制及顺序控制等线路，清楚的了解他们之间的联系和区别。例如：最容易理解的点动与自锁，只需在点动控制线路的启动按钮上并接常开的自锁触头即成了自锁控制，这样就能够让学生更好地掌握线路情况。

从而，我们在分析电动机基本控制环节线路时，只是在原理图的辅助下进行相关的分析是不够的，所以我们应该首先要了解电动机控制基本原理，再结合顺序控制“公式化线路”、“从无到有”的设计过程。比如有些电路的双向启动反接制动控制线路是比较复杂的，从根本上来就是控制电机双重联锁正反转控制，而且启动时加启动电阻，对两个方向单独进行反接制动三部分组合就可以了，根据设计好的线路再进一步了解动作原理，添加一些相关的保护使设计更加完善，即三种不同的控制线路结合在一起形成一个较复杂电路。教材中已明确提到了线路结构原理，这样学生就可以很好地理解线路结构原理了，再结合课程内在规律以及学科间的联系，他们就能够更好的从整体把握电气线路结构，还能提高他们进行电气线路综合设计的能力。

4 增加相关学科联系，开阔学生视野

随着科技发展，可编程控制器已经广泛使用，其技术也在不断的进步，并且在各个领域所涉及到的内容都存在着很大的空间。可编程控制器应用是综合了继电接触控制、计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术。由于电力拖动控制与可编程控制器本是起源于同一体系，只是发展的阶段不同，在理论和应用上是一脉相承的。电力拖动控制是机械触电的串联和并联等组成控制电路，触点是有限的，而可编程控制器是利用计算机技术，使用“软继电器”的触点是无限的，两者既有联系又有区别。而自锁线路，联锁控制，顺序控制等也是后续课程可编程序控制器学习和程序编制基础。教材中一般都忽视了这些学科间的联系，不够重视提高学生自主创新能力。

综上所述，社会经济在不断地发展，技术也在不断的进步，教材改革与建设一定要符合时代发展的需要，使用更加先进的教学方法，需要在不断地教学实践中进一步提高和完善。

参考文献：

[1]何伟.电气控制实训[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]电力拖动控制线路与技能训练[M].北京：劳动社会保障出版社，2001.

篇5：电力拖动控制系统作业

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？

篇6：电力拖动控制系统作业

一、（共75题,共150分）

1.异步电动机在采用能耗制动时需要（）。（2分）A.转子回路串电阻 B.定子回路串电阻

C.把定子回路从电源断开，接制动电阻 D.定子回路通直流电流

标准答案：D

2.三相桥式交叉连接可逆调速电路需要配置（）个限环流电抗器。（2分）A.1 B.2 C.3 D.4 标准答案：B

3.闸管反并联可逆调速电路中采用

配合控制可以消除（）。（2分）

A.直流平均环流 B.静态环流 C.瞬时脉动环流 D.动态环流。

标准答案：A

4.为了检测直流电流信号，且与系统主电路隔离，常用的电流检测方法是（）。（2分）A.串联采样电阻 B.并联采样电阻 C.采用电流互感器 D.采用霍尔传感器

标准答案：D

5.电流可反向的两象限直流PWM调速系统稳态工作时，当输出电压的平均值小于电机反电势时，电机工作在（）象限。（2分）

A.1 B.2 C.3 D.4 标准答案：B

6.直流斩波调速系统在回馈电流可控的回馈发电制动时，直流电动机的反电势（）直流电源的电压。（2分）A.大于 B.等于 C.小于

标准答案：C

7.异步电动机串级调速系统，当调速范围较小时，一般采用的起动方法是（）。（2分）A.用串级调速装置起动 B.定子降压起动

标准答案：B

8.串级调速系统中，串级调速装置的容量（）。（2分）A.随调速范围D的增大而增加； B.随调速范围D的增大而减少； C.与调速范围D无关。

标准答案：A

9.绕线转子异步电动机的串级调速属于（）的调速方法。（2分）A.转差功率消耗型 B.转差功率回馈型 C.转差功率不变型

标准答案：B

10.永磁无刷直流电动机的调速系统中功率变换器的变频方式是（）。（2分）A.他控式变频 B.自控式变频； C.矢量控制式变频。

标准答案：B

11.无刷直流电动机调速系统的位置检测器使用的是()（2分）A.增量式位置检测器 B.正余弦变压器

标准答案：A

12.永磁无刷直流电动机与永磁同步电动机结构非常相似,永磁无刷直流电动机的气隙磁密波形是（）A.近似方波 B.梯形波 C.阶梯波 D.近似正弦波

标准答案：A

13.永磁同步电动机变频调速系统在采用矢量控制时定子旋转磁势应保持与（）垂直。（2分）A.气隙磁通轴线 B.转子磁极轴线 C.转子磁链轴线 D.定子A相绕组轴线

标准答案：B

14.异步电动机矢量控制中的M轴、T轴与（）是相对静止。（2分）A.定子 B.转子 C.气隙磁场

标准答案：C

15.异步电机变频调速时的人为机械特性为直线的条件是（）。（2分）A.B.C.D.标准答案：D

16.关于转速单闭环的调速系统与转速开环的调速系统，下列类结论正确的有（）。（2分）A.当所要求的静差率相同时，闭环系统的调速范围将增大 B.当所要求的静差率相同时，闭环系统的调速范围将较小 C.当所要求的调速范围相同时，闭环系统的静差率将增大 D.当所要求的调速范围相同时，闭环系统的静差率将较小

2分）（标准答案：A,D

17.直流电机的三种调速方法中属于恒转矩调速的有（）。（2分）A.调压调速 B.串电阻调速 C.弱磁调速

标准答案：A,B

18.交流异步电动机调速系统的下列调速方式中属于变转差调速的有（）。（2分）A.调压调速 B.串级调速 C.变频调速 D.变极调速

标准答案：A,B

19.交流异步电动机的调压调速系统，下面说法正确的有（）（2分）A.制动要采用能耗制动 B.启动时要串电阻启动

C.它能为在风机、泵类负载提供调速节能应用

标准答案：A,C

20.异步电动机采用转差频率控制实现调速的前提条件是（）（2分）A.标准答案：A,B

21.能否依据运动方程判断电力拖地系统的稳定性？若不能，请写出判断系统稳定性的方法。（5分）标准答案：不能。要用如下判据:（1）电动机的机械特性与负载的机械特性具有交点；（2）并且

在交点处满足。

22.画出直流电动机的3种人为机械特性曲线族。（5分）标准答案：①电枢回路串电阻调速，如图a； ②改变电枢端电压调速，如图b； ③弱磁调速，如图c。

23.电力拖动系统稳定运行点的条件是()。（1分）A.电动机机械特性与负载机械特性的交点；

B.电动机机械特性与负载机械特性的交点，且

；

C.电动机机械特性与负载机械特性的交点，且。

标准答案：B

24.在直流V－M系统的动态结构图中，其中的Ks/(Ts S+1)环节是晶闸管触发装置加整流桥的传递函数，当采用三相全控桥式可控整流电路时，Ts工程上一般取值为()。（1分）A.10ms； B.5ms； C.3.33ms； D.1.67ms。

标准答案：D

25.晶闸管反并联可逆调速电路中，采用α、β配合控制可以消除()。（1分）A.直流平均环流 B.静态环流 C.瞬时脉动环流 D.动态环流。

标准答案：A

26.4在、配合控制的有环流反并联可逆调速系统中，当电机工作在第二象限回馈发电状态时，其正组整流

桥处在()状态，反组整流桥工作在()状态。（2分）A.整流； B.待整流； C.逆变； D.待逆变； E.封锁。

标准答案：D,A

27.交流感应电动机调压调速时，其转差功率()。（1分）A.不变

B.全部以热能形式消耗掉

C.大部分回馈到电网或转化为机械能予以利用

标准答案：B

28.交流感应电动机调压调速时，对恒转矩负载，在选用电动机时，应选用()。（1分）A.普通感应电动机 B.高转差电机或交流力矩电机 C.都可以

标准答案：B

29.串级调速的基本原理是()。（1分）

A.在电机转子中加入与转差电势同频率的附加电势； B.在电机转子中加入三相对称的可调电阻； C.在电机转子中加入频率可调的附加电势。

标准答案：A

30.感应电动机串级调速系统当调速范围较小时，电动机起动时一般采用的方法是()。（1分）A.用串级调速装置调速起动； B.转子外接起动电阻起动； C.定子降压起动。

标准答案：B

31.感应电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量()。（1分）A.随调速范围D的增大而增加； B.随调速范围D的增大而减小；

C.与调速范围D无关。

标准答案：A

32.感应电动机次同步串级调速系统在电动机回馈制动时，电动机工作在机械特性T-n坐标系中的（）。（1分）A.第一象限中的的区域； B.第一象限中的的区域； C.第二象限中的的区域；

D.第二象限中的的区域；

标准答案：C

33.感应电动机超同步串级调速系统在电动工况运行时，电动机转子侧的可控整流器工作在()状态。（1分）A.不控整流； B.可控整流； C.无源逆变； D.有源逆变； E.不一定。

标准答案：D

34.区分感应电动机次同步串级调速与超同步串级调速的方法是()。（1分）A.以电动机是否工作在同步转速以上或以下来区分； B.以电动机调速范围的大小来区分； C.以转子转差功率的传递方向来区分。

标准答案：C

35.无刷直流电动机调速系统的功率变换器实质上是逆变器，他的变频方式是()变频。（1分）A.他控式； B.自控式； C.矢量控制式。

标准答案：B

36.永磁无刷直流电动机与永磁同步电动机其结构非常相似,但永磁无刷直流电动机的气隙磁密波形近似是()。（2分）

A.方波； B.梯形波； C.阶梯波； D.正弦波。

标准答案：B

37.无刷直流电动机的控制离不开位置检测器，它使用的是()位置检测器。（1分）A.绝对式； B.增量式； C.两者都有可能。

标准答案：A

38.交流电动机变频调速系统在采用矢量控制(磁场定向控制)时，永磁同步电动机系统的定子旋转磁势应保持与()垂直。（2分）

A.转子磁极轴线； B.气隙磁通轴线； C.转子磁链轴线； D.定子A相绕组轴线。

标准答案：A

39.同步电动机及感应电动机的矢量控制系统都要用到电机的坐标变换，矢量控制系统的给定、运算、调节等都在()中进行，而最终执行是在()中进行。（2分）A.同步旋转的两相系统； B.静止的两相系统； C.静止的三相系统。标准答案：A,C

40.电力拖动系统做旋转运动时的常用运动方程式为__________。（2分）

标准答案：1.或;

41.电流可反向的两象限直流PWM调速系统稳态工作时，当输出电压的平均值大于电机反电势时，它工作在________________________象限；当输出电压的平均值小于电机反电势时，它工作在____________________象限。（4分）

标准答案：1.;2.;

42.3感应电动机转差频率控制的VVVF变频调速系统满足_____________________且_________________这两个条件。（2分）

标准答案：1.绝对转差角频率较小（一般使）;2.恒定;

43.三相桥式反并联可逆调速电路一般需要配置____个限环流电抗器；三相桥式交叉连接可逆调速电路需要配置____个限环流电抗器。（2分）

标准答案：1.4;2.2;

44.画出反并联有环流可逆直流调速系统的系统原理图，电机可以在几象限工作？（10分）标准答案：系统原理图:

电机可以在四个工作象限

45.画出次同步串级调速系统电动工况时能量传递简图，此时转差功率流向如何？（10分）

B.电枢回路串电阻调速 C.弱磁调速 答案:A

51.关于双闭环直流调速系统，正确的是（）。A.速度是外环，电流是内环

标准答案：转差功率Ps一部分以热能形式损耗掉了，大部分回馈电网了

46.右图中的T是电动机的机械特性曲线，Tl是负载的机械特性曲线。在交点A点电力拖动系统的运行状态是

B.速度是内环，电流是外环 C.速度环的输出与电流环无关 答案:A

52.在αβ配合控制的直流有环流反并联可逆调速系统中，当电机工作在第二象限时，关于其正组整流桥VF和反()。

A.稳定 B.不稳定 C.不确定 答案:A

47.当转矩T与转速n的方向一致时电动机工作在()状态。A.电动 B.制动 答案:A

48.直流电动机常用电磁制动方法最节能的方法是（）。A.能耗制动 B.反接制动 C.反转倒拉制动 D.回馈制动 答案:D

49.直流电机的主导调速方法是()。A.调压调速

B.电枢回路串电阻调速 C.弱磁调速 答案:A

50.V-M调速系统是采用调速方式是（）。A.调压调速

组整流桥VR所处的状态，说法正确的是（）。A.VF整流、VR待逆变 B.VF逆变、VR待整流 C.VR整流、VF待逆变 D.VR逆变、VF待整流 E.VR逆变、VF封锁 答案:D

53．直流斩波调速系统在回馈电流可控的回馈发电制动时，直流电动机的反电势（）直流电源的电压。A.大于 B.等于 C.小于 答案:C

54.电流可反向的两象限直流PWM调速系统稳态工作时，当直流斩波器输出电压的平均值大于电机反电势时，它工作在（）。A.一象限 B.二象限 C.三象限 D.四象限 答案:A

55.带恒转矩负载的异步电动机交流调压调速系统，在选用电动机时，应选用（）。A.普通低转差异步机 B.高转差电机或交流力矩电机 C.都可以 答案:B

56.某串级调速系统中，异步电动机的额定功率为PN1000kW，调速要求smax0.1，可近似估算功率变换器的容量是（）。A.50kW B.100 kW C.115 kW D.200 kW 答案:C

57.双极性工作的逆变器在不同工作方式时，其直流电压利用率大小不同。六拍型工作方式的直流电压利用率

63.在直流电机的几种调速方法中，属于恒转矩调速有（）。A.调压调速

B.电枢回路串电阻调速 C.弱磁调速（）SPWM工作方式的直流电压利用率。A.大于 B.等于 C.小于 D.不确定 答案:A

58.永磁无刷直流电动机与永磁同步电动机其结构非常相似,但永磁无刷直流电动机的气隙磁密波形近似是（A.方波 B.梯形波 C.阶梯波 D.正弦波 答案:B

59.永磁同步电动机矢量控制系统对电机有（）个独立控制变量。A.2 B.3 C.4 答案:A

60．永磁无刷直流电动机的调速系统中的功率变换器实质上是直流变换成交流的逆变器，它的变频方式是（）。A.他控式 B.自控式 C.矢量控制式 答案:B

61.V-M系统断流时，电机的机械特性的变化有（）。A．斜率的绝对值变大 B．斜率的绝对值变小 C．理想空载转速变大 D．理想空载转速变小 答案:A，C

62.关于电机调速系统的两个静态指标，调速范围和静差率下面说法正确的有（）。A 闭环系统可以降低调速范围 B 闭环系统可以提高调速范围 C 闭环系统可以降低静差率 D 闭环系统可以提高静差率 答案:B，C

答案:A，B

64．交流异步电动机调速系统中属于转差功率消耗型的有（）。A.交流调压调速 B.串级调速系统 C.变频调速

D.转子回路串电阻的调速

答案:A，D

65.串级调速系统中的逆变变压器的作用有（）。A.电压匹配 B.电气隔离 C.升压 D.降压 答案:A，B，D

66．晶闸管反并联可逆调速电路中的环流一般分哪两大类？α、β配合控制可以消除哪种环流？答案:

{静态环流和动态环流。α、β配合控制可以消除静态环流中的直流平均环流；

67.异步电动机在采用能耗制动时需要（）。（2分）A.转子回路串电阻 B.定子回路串电阻

C.把定子回路从电源断开，接制动电阻 D.定子回路通直流电流

标准答案：D

68.三相桥式交叉连接可逆调速电路需要配置（）个限环流电抗器。（2分）A.1 B.2 C.3 D.4

标准答案：B

69.闸管反并联可逆调速电路中采用

配合控制可以消除（）。（2分）

A.直流平均环流 B.静态环流 C.瞬时脉动环流 D.动态环流。

标准答案：A

70.为了检测直流电流信号，且与系统主电路隔离，常用的电流检测方法是（）。（2分）A.串联采样电阻 B.并联采样电阻 C.采用电流互感器 D.采用霍尔传感器）标准答案：D

71.电流可反向的两象限直流PWM调速系统稳态工作时，当输出电压的平均值小于电机反电势时，电机工作在（）象限。（2分）

A.1 B.2 C.3 D.4 标准答案：B

72.直流斩波调速系统在回馈电流可控的回馈发电制动时，直流电动机的反电势（）直流电源的电压。（2分）A.大于 B.等于 C.小于

标准答案：C

73.异步电动机串级调速系统，当调速范围较小时，一般采用的起动方法是（）。A.用串级调速装置起动 B.定子降压起动

标准答案：B

74.串级调速系统中，串级调速装置的容量（）。（2分）A.随调速范围D的增大而增加； B.随调速范围D的增大而减少； C.与调速范围D无关。

标准答案：A

75.绕线转子异步电动机的串级调速属于（）的调速方法。（2分）A.转差功率消耗型 B.转差功率回馈型 C.转差功率不变型

标准答案：B

2分）

篇7：电力拖动控制系统作业

6-1

一台三相笼型异步电动机铭牌数据为：额定电压，额定转速，额定频率，定子绕组Y联接。由实验测得定子电阻，定子漏感，定子绕组产生气隙主磁通的等效电感，转子电阻，转子漏感，转子参数已折合到定子侧，忽略铁心损耗。

（1）．画出异步电动机T型等效电路和简化等效电路；（2）．额定运行时的转差率，定子额定电流和额定电磁转矩；（3）．定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流；（4）．定子电压和频率均为额定值时，临界转差率和临界转矩，画出异步电动机的机械特性。

解：（1）．异步电动机T型等效电路和简化等效电路

（2）．额定运行时的转差率

根据简化等效电路，定子额定电流

额定电磁转矩，其中，（3）．定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流

（4）．定子电压和频率均为额定值时，临界转差率

和临界转矩

异步电动机的机械特性

6-2

异步电动机参数如6-1题所示，画出调压调速在和时的机械特性，计算临界转差率和临界转矩，分析气隙磁通的变化，在额定电流下的电磁转矩，分析在恒转矩负载和风机类负载两种情况下，调压调速的稳定运行范围。

解：调压调速在和时的机械特性

临界转差率

时，临界转矩

气隙磁通

时，临界转矩

气隙磁通

带恒转矩负载工作时，稳定工作范围为，带风机类负载运行，调速范围。

6-3异步电动机参数如6-1题所示，若定子每相绕组匝数，定子基波绕组系数，定子电压和频率均为额定值。求：（1）．忽略定子漏阻抗，每极气隙磁通量和气隙磁通在定子每相中异步电动势的有效值；（2）．考虑定子漏阻抗，在理想空载和额定负载时的和；（3）．比较上述三种情况下，和的差异，并说明原因。

解：（1）．忽略定子漏阻抗，（2）．考虑定子漏阻抗，在理想空载时同（1）

额定负载时，根据简化等效电路，定子额定电流；

（3）．忽略定子漏阻抗时，不考虑定子漏阻抗压降，理想空载时，定子漏阻抗压降等于零，两者相同。考虑定子漏阻抗时，定子漏阻抗压降使得和减小。

6-4

接上题，（1）．计算在理想空载和额定负载时的定子磁通和定子每相绕组感应电动势；（2）．转子磁通和转子绕组中的感应电动势（折合到定子边）；（3）．分析与比较在额定负载时，、和的差异，、和的差异，并说明原因。

解：（1）．定子磁通和定子每相绕组感应电动势

理想空载时，忽略励磁电流（下同），额定负载时，根据简化等效电路，定子额定电流；

理想空载和额定负载时的（2）．转子磁通和转子绕组中的感应电动势（折合到定子边）；

理想空载时，，额定负载时，根据简化等效电路，定子额定电流；

（3）．额定负载时，，离电机输入端远的反电势小。

6-5

按基频以下和基频以上，分析电压频率协调的控制方式，画出（1）恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性；（2）基频以下电压-频率协调控制时异步电动机的机械特性；（3）基频以上恒压变频控制时异步电动机的机械特性；（4）画出电压频率特性曲线。

解：（1）恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性；（2）基频以下电压-频率协调控制时异步电动机的机械特性；（3）基频以上恒压变频控制时异步电动机的机械特性；

（4）电压频率特性曲线

6-6

异步电动机参数同6-1题，逆变器输出频率等于额定频率时，输出电压等于额定电压。考虑低频补偿，当频率，输出电压。（1）求出基频以下，电压频率特性曲线的表达式，并画出特性曲线；（2）当时，比较补偿与不补偿的机械特性曲线，两种情况下的临界转矩。

解：（1）基频以下，电压频率特性曲线

（2）补偿与不补偿的机械特性曲线，两种情况下的临界转矩

当时，补偿后电压

临界转矩

不补偿

临界转矩

6-7

异步电动机基频下调速时，气隙磁通、定子磁通和转子磁通受负载的变换而变化，要保持恒定需采用电流补偿控制。写出保持三种磁通恒定的电流补偿控制的相量表达式，若仅采用幅值补偿是否可行，比较两者的差异。

解：（1）．定子磁通恒定的电流补偿控制的相量表达式

（2）．气隙磁通恒定的电流补偿控制的相量表达式

（3）．转子磁通恒定的电流补偿控制的相量表达式

精确的补偿应该是幅值补偿和相位补偿，考虑实现方便的原因，也可仅采用幅值补偿。

6-8

两电平PWM逆变器主回路，采用双极性调制时，用“1”表示上桥臂开通，“0”表示上桥臂关断，共有几种开关状态，写出其开关函数。根据开关状态写出其电压空间矢量表达式，画出空间电压矢量图。

解：两电平PWM逆变器主回路：

采用双极性调制时，忽略死区时间影响，用“1”表示上桥臂开通，“0”表示下桥臂开通，逆变器输出端电压：，以直流电源中点为参考点

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

空间电压矢量图：

6-9

当三相电压分别为、、，如何定义三相定子电压空间矢量、、和合成矢量，写出他们的表达式。

解：A,B,C为定子三相绕组的轴线，定义三相电压空间矢量：

合成矢量：

6-10

忽略定子电阻的影响，讨论定子电压空间矢量与定子磁链的关系，当三相电压、、为正弦对称时，写出电压空间矢量与定子磁链的表达式，画出各自的运动轨迹。

解：用合成空间矢量表示的定子电压方程式：

忽略定子电阻的影响，即电压空间矢量的积分为定子磁链的增量。

当三相电压为正弦对称时，定子磁链旋转矢量

电压空间矢量：

6-11

采用电压空间矢量PWM调制方法，若直流电压恒定，如何协调输出电压与输出频率的关系。

解：直流电压恒定则六个基本电压空间矢量的幅值一定，零矢量作用时间增加，所以插入零矢量可以协调输出电压与输出频率的关系。

6-12

两电平PWM逆变器主回路的输出电压矢量是有限的，若期望输出电压矢量的幅值小于直流电压，空间角度任意，如何用有限的PWM逆变器输出电压矢量来逼近期望的输出电压矢量。

解：两电平PWM逆变器有六个基本空间电压矢量，这六个基本空间电压矢量将电压空间矢量分成六个扇区，根据空间角度确定所在的扇区，然后用扇区所在的两个基本空间电压矢量分别作用一段时间等效合成期望的输出电压矢量。

6-13

在转速开环变压变频调速系统中需要给定积分环节，论述给定积分环节的原理与作用。

解：由于系统本身没有自动限制起制动电流的作用，因此，频率设定必须通过给定积分算法产生平缓的升速或降速信号，6-14

论述转速闭环转差频率控制系统的控制规律，实现方法以及系统的优缺点。

解：转差频率控制的规律为：

（1）在的范围内，转矩基本上与成正比，条件是气隙磁通不变。

（2）在不同的定子电流值时，按图5-43的函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通恒定。

转差频率控制系统的优点是：转差角频率与实测转速相加后得到定子频率，在调速过程中，实际频率随着实际转速同步地上升或下降，加、减速平滑而且稳定。同时，由于在动态过程中转速调节器ASR饱和，系统以对应于的最大转矩起、制动，并限制了最大电流，保证了在允许条件下的快速性。

转差频率控制系统的缺点是：转差频率控制系统是基于异步电动机稳态模型的，函数关系中只抓住了定子电流的幅值，转速检测信号不准确或存在干扰都以正反馈的形式传递到频率控制信号上来。

6-15

用题6.1参数计算，转差频率控制系统的临界转差频率，假定系统最大的允许转差频率，试计算起动时定子电流。

解：转差频率控制系统的临界转差频率

起动时定子电流，其中

第7章习题解答

7-1

按磁动势等效、功率相等的原则，三相坐标系变换到两相静止坐标系的变换矩阵为

现有三相正弦对称电流，，求变换后两相静止坐标系中的电流和，分析两相电流的基本特征与三相电流的关系。

解：两相静止坐标系中的电流

其中，两相电流与三相电流的的频率相同，两相电流的幅值是三相电流的的倍，两相电流的相位差。

7-2

两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换阵为

将上题中的两相静止坐标系中的电流和变换到两相旋转坐标系中的电流和，坐标系旋转速度。分析当时，和的基本特征，电流矢量幅值与三相电流幅值的关系，其中是三相电源角频率。

解：两相静止坐标系中的电流

两相旋转坐标系中的电流

当时，两相旋转坐标系中的电流

电流矢量幅值

7-3

按转子磁链定向同步旋转坐标系中状态方程为

坐标系的旋转角速度为

假定电流闭环控制性能足够好，电流闭环控制的等效传递函数为惯性环节，为等效惯性时间常数，画出电流闭环控制后系统的动态结构图，输入为和，输出为和，讨论系统的稳定性。

解：电流闭环控制后系统的动态结构图

转子磁链子系统稳定，而转速子系统不稳定。

7-4笼型异步电动机铭牌数据为：额定功率，额定电压，额定电流，额定转速，额定频率，定子绕组Y联接。由实验测得定子电阻，转子电阻，定子自感，转子自感，定、转子互感，转子参数已折合到定子侧，系统的转动惯量，电机稳定运行在额定工作状态，假定电流闭环控制性能足够好。试求：转子磁链和按转子磁链定向的定子电流两个分量、。

解：由异步电动机稳态模型得额定转差率

额定转差

电流矢量幅值

由按转子磁链定向的动态模型得

稳定运行时，故，解得

转子磁链

7-5

根据题7-3得到电流闭环控制后系统的动态结构图，电流闭环控制等效惯性时间常数，设计矢量控制系统转速调节器ASR和磁链调节器，其中，ASR按典型II型系统设计，按典型I型系统设计，调节器的限幅按2倍过流计算，电机参数同题7-4。

解：忽略转子磁链的交叉耦合，电流闭环控制后系统的动态结构图

（1）

磁链调节器设计

转子磁链的等效传递函数，选用PI调节器，校正后系统的开环传递函数，令，则校正后系统的开环传递函数，等效开环传系函数，惯性时间常数，按设计。

（2）转速调节器ASR设计

忽略负载转矩及转子磁链的变化率，即，则转速的等效传递函数，校正后系统的开环传递函数，等效开环传系函数，中频段宽度按设计。

7-6

用MATLAB仿真软件，建立异步电动机的仿真模型，分析起动、加载电动机的过渡过程，电动机参数同题7-4。

7-7

对异步电动机矢量控制系统进行仿真，分析仿真结果，观察在不同坐标系中的电流曲线，转速调节器ASR和磁链调节器参数变化对系统的影响。

7-8用MATLAB仿真软件，对直接转矩控制系统进行仿真，分析仿真结果，观察转矩与磁链双位式控制器环宽对系统性能的影响。

7-9

根据仿真结果，对矢量控制系统直接转矩控制系统作分析与比较。

篇8：《电力拖动控制线路》教学探索

关键词：电力拖动,教学,改进

技工院校使用的《电力拖动控制线路》教材, 全称为《电力拖动控制线路与技能训练》, 主要教学内容常用低压电器、电动机基本控制线路、常用生产机械的电气控制线路及电动机的自动调速系统等组成, 教材的编写根据当前形势需要适当充实有可编程控制器教学内容, 除理论教学外还配套有技能训练内容。但教材的编写内容上存在与实际使用不一致性, 没有合理的安排授课知识点, 没有很好地将其与其他学科联系起来, 没能够很好地系统性的培养学生的技能。所以, 有必要进一步改进《电力拖动控制线路》的教学。

为了使学生更快、更容易、更轻松地学好这门课程, 经过实际的教学摸索, 考虑技校生的基础及教学时间, 要求技校学生在有限的课时里全面掌握本书中的内容难度很大, 因此, 在制定计划时, 注重内容的针对性、实用性和科学性, 可以将教材内容做适当处理, 对部分内容进行删减。应该把交流电动机自锁正转控制线路、联锁控制、顺序控制确立为重要的基础内容, 以交流电动机基本控制环节设计为主线展开教学, 并突出技能训练及能力培养。如常用生产机械的电气控制线路内容可以选择学习, 电动机的自动调速线路内容可删除, 因为这是电拖实际应用线路, 对技校的学生难度较大, 而这些内容删减去也并不影响知识的连贯性。同时可以增加一些与新技术、新设备, 例如编程序器 (PLC) 相关的教学内容。

1 改进教学方法, 有效提高教学质量

《电力拖动控制线路》的教学内容通常是这样安排的, 首先一一介绍比较普遍使用的低压电器, 再对各种低压电器组成的不同电力拖动控制线路的原理图进行分析。在充分了解了学生能够接受知识的能力之后, 合理的调整教学顺序。

其中, 低压元器件是基础, 有固定的功能, 内容比较丰富而且较难懂, 需要较多的教学时间, 学生就没有学习兴趣, 在分析控制线路时, 学生忘记以前学过的内容, 还需重新学习。针对此情况, 可以调整教学顺序, 改变一贯的先理论后实践顺序, 可以尝试先实践再补充理论。例如讲授教材知识时, 可安排学生按要求“依葫芦画瓢”比照着把电路接好, 不需要原理图, 只需按样子连接即可。待学生把电路完成, 通电试车后, 学生会对控制会有一点感觉, 而对用到的低压电器功能、结构等也能有一定印象。然后逐个来介绍用到的开关、熔断器、接触器、热继电器等几个低压电器, 结合实物元器件, 很容易掌握各元器件的结构、作用、工作原理, 再分别增加电器符号、型号、选用等知识也容易接受。

介绍几个低压电器后, 趁热打铁, 可以介绍第二章基本电动机控制线路中点动控制, 让学生回忆一下第一次所接的电路功能是怎样的, 更容易掌握点动控制线路, 接着逐个介绍自锁、联锁、顺序控制等线路, 每次上课需要有实物线路演示, 使学生一目了然。学生把这部分内容扎实的掌握之后, 其它元器件如行程开关、时间继电器、速度继电器、电磁铁等, 应该在相应控制线路中用到时逐个介绍, 而且必须有实物给学生看一下, 摸一下能更加直接的认识行电器。这样的教学效果比按照教材章节进行讲解效果好得多。

2 方法创新, 突出重点, 提高技能实训效果

在学习电力拖动基本环节线路图时, 学生常不容易掌握, 因此, 需要在讲课时采取合适的方法, 有所创新, 突出重点、加强技能培训和方法引导。从而激发学生学习兴趣, 提高技能实训教学效率, 培养学生的自主意识和创新能力。

技能实训主要是为了将电气原理图转为实用的线路装置, 理论联系实际。技能实训一般分两步走:

第一步, 要有正确的学习方法, 要让学生具备较强的自主学习意识, 提高他们的动手能力。因为教材中只有电气原理图, 大部门并未安装接线图, 学生很难理解某些接线图, 使实践与理论脱节, 不相联系。需要在授课过程中补充接线图的画法: (1) 按实际位置画出电器元件图符; (2) 根据线号画出各元器件的连接, 先画控制电路, 再画按钮内部电路, 然后主电路, 最后画电源电路。连接须遵守等电位原则, 同线号上的各点为等电位点必须按要求连上。 (3) 工艺要求, 仪表使用及安全等出现的问题需要在实训时解决好。

第二步, 即实训过程, 由于前期工作准备充分, 大部分的学生都能够进行规范操作。在技能训练方面, 开展创新教学, 从而创造更高的教学效果。

由于此方法便于学生掌握, 如果能够充分的掌握这种方法, 以后就会很容易进行复杂的电路技能训练, 会收到很好的效果。

3 加强学科内在知识结构联系, 提高学生设计与应用能力

《电力拖动控制线路》是一门专业课, 但是教材中却缺少了对学生的引导, 这样就难免会让学生在学习中遇到各种困难。我们可以将控制线路的工作原理分四步来理解:按钮→线圈→触头→电动机, 这样我们就不难理解控制线路的工作原理。我们也可以换个角度来考虑, 把控制的电动机当做是控制接触器, 也可把所控制的接触器看做电动机, 这样学生就能更好的学习到各种控制线路, 掌握他们的功能及原理。

另外, 教材中的内容上通常都是按照电动机控制基本环节安排的, 形式上基本上没有什么区别, 先给出原理图纸, 再分析线路工作原理, 这样做忽略了学科内在知识结构的联系, 最终虽然学生知道了这个电路, 但是却不了解电路是怎样产生的, 只能是靠着记忆把图纸背下来。因此, 学生电路设计应用的能力不断降低。通过以上分析我们发现, 之所以要加强学科内在知识结构联系, 就是为了提高学生电路设计应用的能力, 创造更好的课堂教学效果。要将那些比较重要的控制线路联系起来看, 如点动控制, 自锁控制, 联锁控制及顺序控制等线路, 清楚的了解他们之间的联系和区别。例如:最容易理解的点动与自锁, 只需在点动控制线路的启动按钮上并接常开的自锁触头即成了自锁控制, 这样就能够让学生更好地掌握线路情况。

从而, 我们在分析电动机基本控制环节线路时, 只是在原理图的辅助下进行相关的分析是不够的, 所以我们应该首先要了解电动机控制基本原理, 再结合顺序控制“公式化线路”、“从无到有”的设计过程。比如有些电路的双向启动反接制动控制线路是比较复杂的, 从根本上来就是控制电机双重联锁正反转控制, 而且启动时加启动电阻, 对两个方向单独进行反接制动三部分组合就可以了, 根据设计好的线路再进一步了解动作原理, 添加一些相关的保护使设计更加完善, 即三种不同的控制线路结合在一起形成一个较复杂电路。教材中已明确提到了线路结构原理, 这样学生就可以很好地理解线路结构原理了, 再结合课程内在规律以及学科间的联系, 他们就能够更好的从整体把握电气线路结构, 还能提高他们进行电气线路综合设计的能力。

4 增加相关学科联系, 开阔学生视野

随着科技发展, 可编程控制器已经广泛使用, 其技术也在不断的进步, 并且在各个领域所涉及到的内容都存在着很大的空间。可编程控制器应用是综合了继电接触控制、计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术。由于电力拖动控制与可编程控制器本是起源于同一体系, 只是发展的阶段不同, 在理论和应用上是一脉相承的。电力拖动控制是机械触电的串联和并联等组成控制电路, 触点是有限的, 而可编程控制器是利用计算机技术, 使用“软继电器”的触点是无限的, 两者既有联系又有区别。而自锁线路, 联锁控制, 顺序控制等也是后续课程可编程序控制器学习和程序编制基础。教材中一般都忽视了这些学科间的联系, 不够重视提高学生自主创新能力。

综上所述, 社会经济在不断地发展, 技术也在不断的进步, 教材改革与建设一定要符合时代发展的需要, 使用更加先进的教学方法, 需要在不断地教学实践中进一步提高和完善。

参考文献

[1]何伟.电气控制实训[M].北京:高等教育出版社, 2008.

[2]电力拖动控制线路与技能训练[M].北京:劳动社会保障出版社, 2001.