3电路控制分析解析
电路原理与电机控制第3章电路的一般分析方法
1
2 - 22V+ 3
3Ω
I
8A 1Ω 1Ω
25A
4
U1 = –9.43V U4 = 2.5V
U3 = 22V
I = –2.36 A
17
• 例2. 列写下图含VCCS电路的节点电压方程。
• 解： (1) 先把受控源当作独立
源列方程；
IS1
1 R2
+ UR2 _
1
R1
1 R2
1 R1
25
I
4
U3–U2 = 22
解得
U1 = –11.93V U2 = –2.5V
U3 = 19.5V I = –2.36 A
16
• 解二：以节点②为参考节点，即U2=0
节点电压方程如下
(1 3
1 4
)U1
1 4
U3
11
4Ω 3A
U3 (1 1)U4 17
U3 = 22
解得：
1
I1 2A
2 1
I2 +U –
2
+
2
3
I
3
用节点电压表示受控源的控制量为：
2I2 –
U U1 U2 1 U1 U2
3
3
I2
U1 2
3
3 24
1
5
U1 U 2
2 0
解之：
U1
20 7
V,
U2
16 7
V
3 3
所求电流为：I
15
• 例1. 电路如图所示，求节点电压U1、U2、U3。
原创3：电路的动态分析
R1
S
R3 A
S0 V
电路的动态分析
1.什么是电路的动态分析问题？ 由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变 化，某处电路变化又引起其他电路一系列变化的问题.
L3
P
R L2
L1 S
灯泡亮度如何变化？
R2
R1
S
R3 A
S0 V
电表示数如何变化？
2.电路动态分析的方法 直流电路的动态分析方法: (1)程序法：基本思想是“部分→整体→部分”．思维流程如下：
解析：保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电路中的 总电阻变小，电流变大，电流表A的示数变大，由U＝IR3知电压表V 的示数变大，A正确；保持开关S闭合，滑动变阻器R1的滑片不滑动， 则电容器两极板间的电压不变，R2中没有电流通过，B错误；若保持 开关S闭合，拉开电容器两极板之间的距离，电容器的电容变小，两
1.电源负极接地，说明了什么？
审题 2.变阻器的滑片P由a向b移动，它的有效电阻如何变化？
析疑 外电路的总电阻如何变化？整个电路的总电流如何变化？
3.如何判断流过如何判断电压表、电流表示数？
解析：滑动头P自a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路
总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流增大，由UR1＝IR1可 知R1两端电压即电压表的示数变大，选项A错误；由U＝E－Ir可知路端电 压U减小；由UR2＝U－UR1可得R2两端的电压减小，又由I2＝URR22 可得流过R2
方法提炼
电路稳定时电容器的处理方法
电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同 支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作 用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器两端 的电压为与之并联的电阻两端的电压。
2-2-3-3-电路分析-回路与节点法
16
节点分析法
在图示电路中，共有四个节点，选节点④为基准节点。
R3
i3 R6 i6
①
R5 i5 ② uS6 i1 i4 R4
④
R1 uS1
③ i2 R2
uS2
17
节点分析法
在右图电路中，已标出各支 路电流的参考方向。电路共 有四个节点，选节点④为基 准节点。
R3 i3 R6 i 6
①
R5 i5 ② uS6 i1 i4 R4
I1 R1 R3 I2 R4 R2 I3 R5
U S3
US4
虚网孔电流法：取一个网孔电流，且仅仅一个网孔电流流经电流源。 由于该网孔电流就等于电流源电流，该网孔电流如同虚设，故称虚 网孔电流法。
I1=IS
-R1I1+(R1+R3+R4)I2-R4I3=-US3-US4 -R2I1-R4I2+(R2+R4+R5)I3=US4
1
回路分析法
基本要求： 熟练掌握用视察法列回路方程和网孔方程 掌握含受控源电路回路方程的列写
用虚回路法列写无伴电流源电路回路方程
2
回路分析法
回路分析法是以各回路电流作为未知变量来列写 方程，所得方程称回路方程。
由于电路的独立回路数总小于支路数，所以，回 路分析法可以减少求解电路所需的联立方程数。
上式的解式为
1 m imi uSjj ji， i 1, 2, j 1
R11 R12 R22 Rm 2 R1m R2 m Rmm
,m
式中
R21 Rm1
8
回路分析法
如果取网孔作回路的回路分析法，称网孔分析法。 网孔分析法是以各网孔电流作为未知变量来列写方 程，所得方程称网孔方程。从网孔方程求得网孔电 流以后，再求出各支路电压和电流。 取网孔作回路所列方程一定是独立的，且比较方便。
26024-项目六三相交流电路的连接解析
（2）线电压：两条端线间的电压
• 三相电源的任意两条端线间的电压称为电 源线电压，用uUV、uVW、uWU表示。 • 任意两条负载端线间的电压称为负载的线 电压，用u`UV、u`VW、u`WU表示。
（3）线电压和相电压的关系
① 星形连接
• 由KVL定律可知，线、相电压之间的关 系如下。 • 瞬时值关系： u
• 三角形连接时，负载的相电流参考方向 为iU`V`、iV`W`、iV`U`。
（2）线电流：
• 流过端线的电流用iU、iV、iW表示。
（3）线电流和相电流的关系：
① 星形连接： • 根据线电流和相电流的定义可知，线电 流与相电流相等。
② 三角形连接：
瞬时值关系：
• 电气设备的接地部分，如接地的金属外 壳和接地体等，与零电位的“地”之间的 电位差，称为接地部分的对地电压。
• 在用星形连接的三相电路中，3个线圈连 接在一起的点称为三相电路的中性点，当 中性点接地时，则该点称为零点。 • 由中性点引出的线，称为中性线，由零 点引出的线称为零线，以符号N表示。 PEN表示。
（6-2）
• 它们的波形图和相量图分别如图6-3（a）和 （b）所示。
• 对称三相正弦电压瞬时值之和恒为零，这是 对称三相正弦电压的特点，也适用于其他对称 三相正弦量。
• 从图6-3的波形图或通过计算可得出上述结论。
图6-3 对称三相电压波形图与相量图
• 解析式之和为零，即
u U uV u W U m sin t U m sin(t 120 ) U m sin(t 120 ) U m sin t U m sin t cos120 U m cos t sin120 U m sin t cos120 U m cos t sin120 U m sin t U m sin t cos120 U m sin t cos120 U m sin t (1 2cos120 ) 1 U m sin t 1 2 0 2
电路分析教程第三版答案燕庆明
uAB= 6i3 + 4i+ 5 = 6V
故
i=0.4A
2-4如图示电路，已知u=6V，求各电阻上的电压。
题2-4图
解设电阻R1、R2和R3上的电压分别为u1、u2和u3，由分压公式得
u1= ·u= × 6V= 1V
u2= ·u= × 6V= 2V
u3= ·u= × 6V= 3V
2-5某收音机的电源用干电池供电，其电压为6V，设内阻为1。若收音机相当于一个59的电阻，试求收音机吸收的功率、电池内阻消耗的功率及电源产生的功率。
（2）全电路消耗的功率为
P=P1+P2+P3+P4+P5= 0
该结果表明，在电路中有的元件产生功率，有的元件消耗功率，但整个电路的功率守恒。
2-3如图示电路，（1）求图(a)中电压uAB；（2）在图(b)中，若uAB=6V，求电流i。
题2-3图
解对于图(a)，由KVL，得
uAB=(8 +3 × 16 + 2 × 1)V= 7V
《电路分析教程（第3版）》
第2章习题解析
2-1求图示电路(a)中的电流i和(b)中的i1和i2。
题2-1图
解根据图(a)中电流参考方向，由KCL，有
i=（2 – 8）A= –6A
对图(b)，有
i1=(5 – 4)mA= 1mA
i2=i1+ 2 = 3mA
2-2图示电路由5个元件组成。其中u1=9V，u2=5V，u3=4V，u4=6V，u5=10V，i1=1A，i2=2A，i3=1A。试求：
ub+ ( + )ua= 3
由此解得
u=ua= 9V
题3-4解图
电路分析(第3版)-胡翔骏ch05
p u1 i1 u 2 i 2 nu 2 i1 u 2 ni1 0
此式说明，从初级进入理想变压器的功率，全部传输 到次级的负载中，它本身既不消耗，也不储存能量。
10
楚雄师范学院 自兴发
§5－1
电阻为n2R。
理想变压器
2 ．当理想变压器次级端接一个电阻 R 时，初级的输入
图5－2
8
楚雄师范学院 自兴发
§5－1
理想变压器
• 表征理想变压器端口特性的 VCR 方程是两个线性代数方
程，因而理想变压器是一种线性双口电阻元件。正如二端 线性电阻元件不同于实际电阻器，理想变压器这种电路元 件也不同于各种实际变压器。例如用线圈绕制的铁心变压 器对电压、电流的工作频率有一定限制，而理想变压器则 是一种理想化模型。它既可工作于交流又可工作于直流， 对电压、电流的频率和波形没有任何限制。
将跟随输入电压uin的变化，故称为电压跟随器。
运放工作在直流和低频信号的条件下，其输出电压与
差模输入电压的典型转移特性曲线uo=f(ud)如图所示。该曲 线有三个明显的特点： 1．uo和ud有不同的比例尺度：uo用V; ud用mV。
图5－8
20
楚雄师范学院 自兴发
§5－2
运算放大器的电路模型
2. 在输入信号很小(|ud|<)的区域内，曲线近似于一条
28
楚雄师范学院 自兴发
§5－2
运算放大器的电路模型
三、理想运算放大器模型 实际运放的开环电压增益非常大(A=105~108)，可以近似 认为A=和=0。此时,有限增益运放模型可以进一步简化为 理想运放模型。理想运放模型的符号如图(a)所示，其转移
特性曲线如图(b)所示。
图5－11
第三章典型设备电气控制电路分析
第三章典型设备电气控制电路分析第一节电气控制电路分析基础第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析第三节T68型卧式镗床电气控制电路分析第四节X62W型卧式铣床电气控制电路分析第五节交流桥式起重机电气控制电路分析第一节电气控制电路分析基础一、电气控制分析的依据依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。
二、电气控制分析的内容设备说明书电气控制原理图电气设备的总装接线图电器元件布置图与接线图三、电气原理图的阅读分析方法先机后电先主后辅化整为零集零为整、统观全局总结特点四、分析举例C650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm ，长度可达3000mm 。
其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。
（一）卧式车床的主要结构和运动情况以C650普通卧式车床为例图3-1 普通车床的结构示意图1-进给箱2-挂轮箱3-主轴变速箱4-溜板与刀架5-溜板箱6-尾架7-光杆8-丝杆9-床身（二）C650车床对电气控制的要求1．主轴电动机M12．冷却泵电动机M23．快速移动电动机M34．电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。
从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：（三）C650车床的电气控制电路分析1．主电路分析2．控制电路分析1）主电动机的点动调整控制2）主电动机的正反转控制3）主电动机的反接制动控制4）刀架的快速移动和冷却泵控制5)辅助电路6）完善的联锁与保护3．电路特点1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。
2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，正、反向停车时均具有反接制动控制。
3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。
4）具有完善的保护与联锁。
第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析一、机床结构与运动形式摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成。
三电平分析
电力电子系统仿真报告题目三电平H桥级联型逆变器专业班级学生指导教师2016年3月10日三电平H桥级联型逆变器一、摘要级联型多电平变频器输出电压谐波含量小，易于实现模块化，适用于高压大功率场合。
本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究。
级联个数不同，对控制方法也有不同的要求。
提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法，三电平桥臂内采用反相层叠载波调制，级联单元间及桥臂间均采用载波移相调制。
本文根据级联个数的奇偶性，在级联单元间分别采用不同的载波移相控制方法，并通过PSIM软件仿真验证了这种采取不同控制方法的正确性，同时也对输出电压的谐波进行了分析。
二、选择PSIM仿真软件PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用软件。
PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。
它具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。
PSIM还提供了一个强有力的对功率电子学、模拟及数字控制、磁以及电机驱动系统进行研究的仿真环境，需要用户确定的参数极少，仿真速度快，界面友好。
与基于SPICE的仿真软件不同，PSIM并不是为一般的电子电路仿真而设计的，而是针对性很强的一种仿真软件。
与SPICE相比，它具有更快的仿真速度和更强的收敛性。
PSIM几乎不会出现仿真不收敛的情况。
根据其用户界面直观、易于使用，用PSIM直观、简单的操作界面可迅速搭建电路图，PSIM相比其它仿真软件的最重要的特点是仿真速度快，可仿真任意大小的电力变换电路和控制回路等这些特点。
根据本文的要求以及仿真软件的特点，要想达到预期的仿真效果，我就选择用PSIM进行仿真来实现其仿真结果。
三、选择所需的仿真步长我们知道仿真时的时间概念与真实的时间并不一样，它只是计算机在仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为0.1，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
触器线圈的回路中，实现电动机正反转的电气互锁。
KM4互锁
自锁 反向起动
KM3互锁
KA
3.主轴电动机反接制动控制
（1）电机正转→KM3+，KM+，KA+，速度继电器的正转动合触点-KS1(17-23)+, 为电动机正转时的反接制动做好准备。
→–SB3+→KM2+（自锁）→M+（反转）
SB2↓→-SB2+→KM1+(自锁)→M+（正转）工作台前进→ST2↓→+ST2- →KM1- →M→-ST2+ →KM2+(自
锁)→M+（反转）工作台后退→ ST1↓→…
问:当ST2损坏（不能断开）会出现什么故障现象？
三、 典型生产设备的控制线路分析
第二章 电气控制线路分析
本章内容提要
（1）本章通过典型生产机械电气控制线路的实例分析，进一步 阐述电气控制系统的分析方法与分析步骤； （2）掌握阅读分析电气原理图的方法； （3）培养读图的能力； （4）掌握有代表性的几种典型生产机械控制线路的原理； （5）了解电气控制系统，为电气控制系统的设计、安装、调试、 维护打下基础。
一、车床结构及运动形式
C650卧式普通车床属中型车床，加工工件回转直径最大可达
1020mm，长度可达3000mm。
结构图
加工示意图
车床运动形式
主运动
主轴通过卡盘带动工件的旋转运动 进给运动 溜板带动刀架的纵向和横向直线运动，其中纵向运 动是指相对操作者向左或向右的运动，横向运动是 指相对于操作者向前或向后的运动 辅助运动
停车:停止按钮SB4↓→KM-→电阻R串入主回路; KM3-→ 断开电动机电 源;KA-→+KA+(常闭复位)。
松开SB4→反转接触器KM4的线圈通过1-3-5-17-23-25电路得电→电动机的电 源反接→反接制动状态。
（2）冷却电动机M2。
提供冷却液，直接起动、 单向运行、连续工作方式。
（3）快速移动电动机M3。 单向点动、短时工作方式。
（4）要求有局部照明和必 要的电气保护与联锁。
三、电气控制线路分析
SB1：M1正向起动 SB2：M2反向起动 SB3：冷却泵电机起动 SB4：总停止 SB5：冷却泵电机停止 SB6：主电机点动 KM+：去除R KM3+：M1正转 KM4+：M1反转 A：电流表 KS1：M1正转动作 KS2：M1反转动作
(2)学会分析电器控制线路的方法，从中找出规律，逐 步提高阅读电器原理图的能力，为进行电器控制系统的设 计打下基础。
分析生产设备电器控制系统时应注意问题： 1.了解生产设备的主要技术性能以及机械传动、液压和气 动的工作原理。
2.弄清各电动机的安装部位、作用、规格和型号。
3.初步掌握各种电器的安装部位、作用以及各操纵手柄、 开关、控制按钮的功能和正转接触器，KM为M1的长动接触器，KA为中间继电器, SB6 为M1的点动按钮控制。
SB6↓→ KM3+ →M+(经限流电阻R与电源接通) → M低速起动
限流电阻
点动按钮 中间继电器 M1正转接触器
M1长动接触器
2.主电动机正反转控制
复合按钮SB1↓→KM+→切除限流电阻R -KM+→中间继电器KA+→-KA+(5-13，13-
二、电气原理图的阅读分析方法
原理图阅读分析基本原则：先主后控、自上而下，自左 而右，化整为零、顺藤摸瓜。
电气原理图的分析方法与步骤： ⑴ 分析主电路 ⑵ 分析控制电路 ⑶ 分析辅助电路 ⑷ 分析联锁和保护环节 ⑸ 分析特殊控制环节
顺序式—电路分析方法规则 1.触点、按钮前“+”表示常闭,“–”表示常开触点;
7)→KM3+→M+(在额定电压下，正转起动) →-KM3+(15-13)→ - KA+ (5-15)→ KM3+(自锁)
正向起动
自锁
短接R
KA
中间继电器
反向起动按钮SB2↓→KM+→切除限流电阻R -KM+→KA+→-KA+(5-13,15-23)→KM4+→
M+(满压反转起动)
包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等
二、控制要求
C650由三台三相笼型异步电动 机拖动：主电动机M1、冷却电动 机M2和刀架快速移动电动机M3。
车削工艺的主要控制要求：
（1）主电动机M1（30kW）。 完成主运动的驱动，要求：直接 起动连续运行方式；有正向点动 功能以便调整，能正反转以满足 螺纹加工需要；停车时带有电气 制动；还要显示电动机的工作电 流以监视切削状况。
按钮后“+”表示闭合,“–”表示断开。 2.线圈、电磁机构后“+”表示通电,“–”表示断
电;“↓”表示按下,“↑”表示松开。 3.“ →”前表示原因，后表示结果。
案例
L1 L2 L3 QF
KM1
FU2
SB1
KM2
KM1
KM2
SB2 SB3
KM2 KM1
PE
M
M 3~
KM1 KM2
SB2↓→ –SB2+ →KM1+（自锁）→M+（正转） SB3↓→ +SB3– →KM1–→M–
电器控制系统是生产设备重要组成部分，能对生产设 备进行正确的安装、使用和维护，工程技术人员不仅要考 虑生产设备的结构、传动方式，还要提出系统的控制方案。
这些都要求在设计前对国内外同类型产品的电器控制 系统进行分析、比较，从而选出最佳的控制方案。
学习分析典型生产机械的电气控制线路：
(1)进一步掌握电器控制线路的组成、各种基本控制电 路在具体的电器控制系统中的应用；
4. 注意了解与生产设备的机械、液压发生直接联系的各 种电器的安装部位及作用。
5. 分析电器控制系统时，要从主电路入手，然后分解控 制电路，找出各个基本控制电路和局部电路，逐一进行分 析，最后再统观整个电路。
注意各电路之间的联(互)锁关系以及主电路与控制线路 的对应关系。
第二节 C650卧式车床电气控制线路分析
第一节 电气控制线路分析基础
一、电气控制线路分析的内容与要求 通过对各种技术资料的分析，掌握电气控制线路的工作原
理、技术指标、使用方法、维护要求等。 电气控制线路分析具体内容和要求主要包括：
1、设备说明书：设备结构、电气传动方式、设备使用方法。 2、电气原理图：主电路、控制电路、辅助电路、联锁等。 3、电气设备接线图 4、电气设备安装图