电力电子与电机拖动技术
电力电子拖动
2.转差功率馈送型调速系统
在这类系统中，除转子铜损外，大部 分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或 馈入，转速越低，馈送的功率越多，上述 第④种调速方法属于这一类。无论是馈出 还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身 的损耗后，最终都转化成有用的功率，因 此这类系统的效率较高，但要增加一些设 备。
3. 转差功率不变型调速系统
直到20世纪60~70年代，随着电力电 子技术的发展，使得采用电力电子变换器 的交流拖动系统得以实现，特别是大规模 集成电路和计算机控制的出现，高性能交 流调速系统便应运而生，一直被认为是天 经地义的交直流拖动按调速性能分工的格 局终于被打破了。
这时，直流电机具有电刷和换向器因 而必须经常检查维修、换向火花使直流电 机的应用环境受到限制、以及换向能力限 制了直流电机的容量和速度等缺点日益突 出起来，用交流可调速拖动取代直流可调 速拖动的呼声越来越强烈，交流拖动控制 系统已经成为当前电力拖动控制的主要发 展方向。
高性能的交流调速系统和伺服系统（续）
20 世 纪 70 年 代 初 发 明 了 矢 量 控 制技术，或称磁场定向控制技术，通 过坐标变换，把交流电机的定子电流 分解成转矩分量和励磁分量，用来分 别控制电机的转矩和磁通，就可以获 得和直流电机相仿的高动态性能，从 而使交流电机的调速技术取得了突破 性的进展。
在这类系统中，转差功率只有转子 铜损，而且无论转速高低，转差功率基 本不变，因此效率更高，上述的第⑤、 ⑥两种调速方法属于此类。其中变极对 数调速是有级的，应用场合有限。只有 变压变频调速应用最广，可以构成高动 态性能的交流调速系统，取代直流调速； 但在定子电路中须配备与电动机容量相 当的变压变频器，相比之下，设备成本 最高。
电力拖动自动控制系统
对电气自动化专业的认识
对电气自动化专业的认识电气自动化专业是现代工程领域中的一个重要学科，它涉及电力系统、自动控制、电子技术和计算机技术等多个学科的交叉与融合。
本文将从以下几个方面对电气自动化专业进行认识和介绍。
一、电气自动化专业的定义和概述电气自动化专业是指研究电力系统及其自动控制、电力电子技术、电机与拖动技术、工业过程自动化等相关领域的学科。
它主要研究电力系统的建模与分析、电力系统的稳定运行与控制、电力系统的优化调度、电力系统的保护与自动化控制等内容。
二、电气自动化专业的基础知识与技能要求1. 电力系统基础知识：包括电力系统的拓扑结构、电力负荷特性、电力传输与配电等基本概念和原理。
2. 自动控制基础知识：包括控制系统的基本原理、传感器与执行器的选择与应用、PID控制器的设计与调节等内容。
3. 电力电子技术：包括电力电子器件的特性与应用、电力电子变换器的拓扑结构与控制、电力电子在电力系统中的应用等。
4. 电机与拖动技术：包括电机的类型与特性、电机的控制与调速、电机在工业拖动中的应用等。
5. 工业过程自动化：包括PLC编程与应用、工业通信网络、工业自动化系统的设计与调试等。
三、电气自动化专业的就业方向和前景1. 电力系统运行与调度：从事电力系统的运行与调度工作，负责电力系统的稳定运行、电力负荷的调度与优化等。
2. 电力系统保护与自动化：从事电力系统保护与自动化控制工作，负责电力系统的故障保护、自动化控制系统的设计与调试等。
3. 电力设备制造与维护：从事电力设备的制造与维护工作，负责电力设备的生产、安装与维修等。
4. 工业过程自动化：从事工业过程自动化系统的设计与调试工作，负责工业生产过程的自动化控制与优化等。
四、电气自动化专业的发展趋势1. 智能电网技术的发展：随着电力系统的智能化和信息化进程，智能电网技术将成为电气自动化专业的重要发展方向。
2. 新能源技术的应用：随着清洁能源的发展和应用，电气自动化专业将面临更多新能源技术的研究与应用需求。
电机与拖动说课稿
电机与拖动说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《电机与拖动》。
下面我将从课程定位、教学目标、教学内容、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、课程定位《电机与拖动》是电气类专业的一门重要的专业基础课，它是后续学习《电力电子技术》、《自动控制系统》等课程的基础。
这门课程主要研究电机的基本结构、工作原理、运行特性以及电机的拖动控制，通过本课程的学习，学生能够掌握电机的基本理论和分析方法，具备电机的选择、使用和维护的能力，为今后从事电气相关工作打下坚实的基础。
二、教学目标1、知识目标（1）了解电机的基本结构和工作原理。
（2）掌握直流电机、交流电机的工作特性和机械特性。
（3）熟悉电机的启动、调速和制动的方法。
2、能力目标（1）能够对电机进行基本的分析和计算。
（2）能够根据实际需求选择合适的电机，并进行简单的控制电路设计。
（3）培养学生的工程实践能力和创新思维能力。
3、素质目标（1）培养学生的团队合作精神和沟通能力。
（2）培养学生的严谨的科学态度和良好的职业道德。
三、教学内容本课程的教学内容主要包括直流电机、交流电机、变压器和控制电机等部分。
1、直流电机（1）直流电机的结构和工作原理。
（2）直流电机的电枢绕组和磁场。
（3）直流电机的基本方程和运行特性。
（4）直流电机的启动、调速和制动。
2、交流电机（1）三相异步电机的结构和工作原理。
（2）三相异步电机的旋转磁场和转矩特性。
（3）三相异步电机的启动、调速和制动。
（4）同步电机的结构和工作原理。
3、变压器（1）变压器的结构和工作原理。
（2）变压器的基本方程和等效电路。
（3）变压器的运行特性和参数测定。
4、控制电机（1）伺服电机的工作原理和特性。
（2）步进电机的工作原理和控制方法。
四、教学方法为了实现教学目标，提高教学效果，在教学过程中我采用了多种教学方法，包括讲授法、案例教学法、实验教学法和项目教学法等。
1、讲授法通过讲解和演示，让学生掌握电机的基本理论和知识。
电机和拖动基础共32页文档
—电机与拖动—
电机与拖动基础
（李发海 王岩 清华大学出版社）
顾春雷
Tel:0515-3103939 E_mail:guclycit
盐城工学院电气与信息工程学院 电气工程系
17.08.2021
电机与拖动
2
第1章 绪 论
1.1 课程性质
一、电机及电力拖动技术的发展概况
—电机与拖动—
电能是现代大量应用的一种能量形式。 电能的优点：生产和变换比较经济；传输和分配比较 容易；使用和控制比较方便等等。 效率高
❖ 在中小型电机和控制电机方而，亦自行设计和生产了 不少新系列电机。
❖ 由于生产上的需要，电机的新原理、新结构、新工艺、 新材料、新的运行方式和调试方面亦进行许多摸索、 研究和试验工作，取得了不少成就。
❖ 电机在制造上也向着大型、巨型发展。
17.08.2021
电机与拖动
6
电力拖动系统：
—电机与拖动—
—电机与拖动—
基本磁化曲线
基本磁化曲线与起始磁化曲线的差别很小，磁路计算 时所用的磁化曲线都是基本磁化曲线
17.08.2021
❖ 与此同时由于电力电子学等学科的渗透，使电机这一 较为成熟的学科得到新的发展。
17.08.2021
电机与拖动
5
我国电机工业的发展概况
—电机与拖动—
❖ 我国的电机制造工业在新中国成立后发生了巨大的变 化。
❖ 不仅建成了独立自主和完整的体系，而且有一些产品 已经达到或接近世界先进水平，就各种拖动系统中的 主要设备——电动机而言，近年来已生产了不少大型 的直流电动机、异步电动机和同步电动机；
电机与拖动
10
—电机与拖动—
三、参考书
电机拖动基础知识汇总
电机拖动基础知识汇总
电机是一种将电能转换为机械能的设备。
它可以通过电流的作用产生电磁力，从而产生转动力。
电机在现代工业中广泛应用，涵盖了许多领域，如制造业、农业、交通运输等。
在讨论电机的拖动基础知识之前，我们先来了解一些与电机有关的基本概念。
首先是电机的构成部分。
一个典型的电机通常由定子和转子组成。
定子是静止不动的部分，通常由一组绕线和磁铁组成。
转子则是可以旋转的部分，通常由一组磁铁或导体组成。
接下来是电机的工作原理。
当电流通过定子的绕线时，会产生一个磁场。
这个磁场会与转子上的磁铁或导体相互作用，从而产生一个转动力。
根据磁场的产生方式，电机可以分为直流电机和交流电机两种类型。
直流电机是通过直流电流产生磁场，而交流电机则是通过交变电流产生磁场。
此外，还有一些与电机相关的重要参数需要了解。
一个常见的参数是电机的额定功率，它表示电机在正常工作条件下能够输出的功率。
另一个重要参数是电机的转速，它表示电机每分钟旋转的圈数。
还有一个参数是电机的效率，它表示电机将输入的电能转换为机械能的比率。
在实际应用中，电机的拖动涉及到许多控制技术和装置。
其中最常见
的是电机驱动器，它是一种用于控制电机转速和转矩的装置。
电机驱动器通常由电力电子器件和控制系统组成，可以根据需要改变电机的工作状态。
总的来说，电机拖动是一个涉及电机的工作原理、参数以及相关控制技术的广泛领域。
了解这些基础知识可以帮助我们更好地理解和应用电机，在实际工程中取得更好的效果。
电机与拖动技术完整版课件全套ppt教学教程
第1章 绪论
1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标
（2）课程目标 本课程是一门用电磁理论解决复杂的、具体的、综合的实际问题的课程 。在电机运行中，电机内同时存在电、磁、力的相互作用。因此本课程的目 标是使学生牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性，学会结合电机的具体 结构、应用电机基本理论分析电机及拖动的实际问题，应掌握一定的电磁计 算方法，培养学生运算能力。 要求学生重视在教学过程中安排的实验、实 习，包括参观电机厂等实践教学环节。 具体要求是：
我国的电机工业，从新中国成立以来的50多年间，建立了独立自主的完整 体系。早在1958年我国就研制成功当时世界上第一台1.2万kW双水内冷汽轮 发电机，显示了我国电机工业的迅速掘起。近些年来，随着对电机新材料的研 究以及计算机技术在电机设计、制造工艺中的应用，普通电机的性能得到提高 ，而控制电机的高可靠性、高精度、快速响应使控制系统完成各种人工无法完 成的快速复杂的精巧工作。
从20世纪20年代起，开始采用由一台电动机拖动一台生产机械的系 统，称为单电动机拖动系统。与成组拖动相比，它省去了大量的中间传动 机构，使机械结构大大简化，提高了传动效率，增强了灵活性。由于电机 与生产机械在结构上配合密切，因而可以更好地满足生产机械的要求。
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配 、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不 开电机。电机就是一种将电能与机械能相互转换的电磁机械装置。因此，电 机一般有两种应用形式。第一种是把机械能转换为电能，称之为发电机，它 通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，然后再把机械能转 换为电能，最后经输电、配电网络送往城市各工矿企业、家庭等各种用电场 合。第二种是把电能转换为机械能，称之为电动机，它用来驱动各种用途的 生产机械和其他装置，以满足不同的要求。电机是利用电磁感应原理工作， 它应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多。常见的分类方法为： 按功能用途分，可分为常规电机和控制电机两大类。按照电机的结构或转速 分类，可分为变压器和旋转电机。根据电源的不同，旋转电机又分为直流电 机和交流电机两大类。交流电机又分为同步电机和异步电机两类。
电力拖动基本概念
目 录
• 电力拖动系统概述 • 电机与电力电子器件 • 控制理论在电力拖动中的应用 • 电力拖动系统设计 • 电力拖动系统的应用实例 • 电力拖动技术的发展趋势与挑战
01
电力拖动系统概述
定义与组成
定义
电力拖动系统是指利用电动机作 为原动机，通过传动装置将动力 传递给工作机构，以实现生产机 械的旋转或直线运动。
确保拖动系统能够高效地完成工作任务，减少能源浪费。
稳定性
保证拖动系统的稳定性，确保生产过程的连续性和可靠性。
设计原则与步骤
安全性
设计应考虑到安全因素，避免设备故障或操作失误可能带来的风险。
经济性
在满足功能需求的前提下，尽量降低成本。
设计原则与步骤
1. 明确设计要求
了解生产工艺、设备规格、运行环境等基本条件，明确设计目标。
生产效率
电力拖动系统的应用提高了工业自 动化生产线的生产效率，减少了人 工干预，降低了生产成本。
电动汽车的电力拖动系统
电动汽车
电动汽车的电力拖动系统由电机、 控制器、电池等部分组成，通过
电机驱动汽车行驶。
节能环保
电动汽车的电力拖动系统具有节 能环保的优点，能够减少燃油消 耗和排放污染物，对改善环境质
晶闸管
用于控制交流电机的启动、停 止和调速，实现交流电动机的 半控或全控。
PWM控制器
用于控制直流电机的速度和方 向，具有高精度和高动态性能
的特点。
03
控制理论在电力拖动中 的应用
控制系统的基本概念
控制系统
由被控对象和控制器组成的闭环系统，用于 实现某种特定的控制目标。
闭环控制系统
控制器与被控对象之间的信号是双向传递的， 存在反馈环节。
电机与拖动课程教学大纲
电机与拖动》课程教学大纲英文名称： Motors and Electric Drives一、课程说明1．课程性质：学科基础选修课。
2．课程的目的和任务本课程的目的和任务是使学生掌握常用的交、 直流电机， 控制电机及变压器等的 基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、 分析计算及电机选择与实验方法 等，为学习《机床电气控制》及《机电一体化系统设计》等后续课程准备必要的基础 知识。
3． 适应专业：本大纲适用于机械电子工程、电气化与自动化等非电机制造类专业的 本科课程教学。
4． 学时与学分总学时 80学时，其中理论教学 66 学时，实验教学 14学时，共 4.5 学分。
教学 学时分配见第四部分。
先修课程：电路分析基础、模拟电子技术、电力电子技术等。
推荐教材或参考书目：（含教材名，主编，出版社，出版年份） 推荐使用由电子工业出版社出版，邱阿瑞主编的《电机与电力拖动》教材。
主要参考书目： （1）（2） （3） （4） （5） （6） 主要教学方法与手段本课程采用课堂教学与模型、实验教学相结合的方法。
共开设有关实验 14 个学 时，具体实验内容与所需实验仪器、设备等见实验大纲要求。
8．考核方式：（说明，成绩评定办法）理论考试成绩占 70％，实验及平时作业等占 30％。
9．课外自学要求 （ 包含作业要求 ）5．6．7．唐介主编 . 电机与拖动 . 北京：高等教育出版社， 2003顾绳谷主编 . 电机及拖动基础（第二版） . 北京：机械工业出版社， 1997 朱东起主编 . 电机学（上、下册） . 北京：中央广播电视大学出版社， 1995 李发海等编著 .电机学（上、下册 ）. 北京：科技出版社， 1991 杨兴瑶编 . 电动机调速的原理及系统 . 北京：水利电力出版社， 1979 丛望，郭镇明编 . 电机学 .哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社， 1996课前需要预习，课后看书复习。
每一章后留适量的作业，要求按时完成。
- 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)。
一、填空题:
1．整流电路中，晶闸管从开始承受正向电压算起，到触发脉冲到来时刻为止，这段时间的电角度称为_______________。
2．若晶闸管电流有效值是157A，则其额定电流为。
3．三相半波晶闸管可控整流电路中，变压器的漏抗会产生换相重叠角，使整流输出的直流电压平均值。
4．单相全控桥式整流电路，电感性负载，若交输入流电压有效值为U2，控制角度为α，
则其输出电压U o的表达式为_____________。
5．电力电子器件总是工作在开关状态，其损耗包括三个方面：、
和。
6．三相全控整流电路，六只晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差度。
7．三相半波可控整流电路，大电感负载，I2与I d的关系式是，I2与I T 的关系
式是。
8．三相半波整流电路，电阻性负载，其移相范围为。
9．直流斩波电路的三种控制方式是、和混合调制。
10．若输入变压器二次侧相电压有效值为U2，采用三相半波可控整流电路，大电感性负载，晶闸管承受的最大反向电压为。
二、选择题：
1．通常把晶闸管的U DRM 和U RRM 中_______的值标作该器件的额定电压。
①较小②较大③U DRM ④U RRM
2．在晶闸管元件正常导通后，为其门极加上反压，则该晶闸管_______。
①继续导通②饱和③关断④状态不定
3．整流变压器的漏抗越大，则换相重叠角______。
①越小②越大③不变④不一定
4．触发（驱动）电路是电力电子器件主电路与______之间的接口。
①缓冲电路②保护电路③控制电路④滤波电路
5.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路，大电感负载，直流侧电流连续，晶闸管的导通
角
为______。
①180º②150º③120º④60º
6．电压型逆变电路的特点是______。
①直流侧接大电感②交流侧输入电流接近正弦波
③直流侧电压无脉动④直流侧电流有脉动
7.SPWM 控制的逆变电路，输出SPWM 波半周期包括25 个脉冲波，设逆变器输出电压基
波频率为400Hz,则电路中开关管的工作频率为______。
①10kHz ②20kHz ③400Hz ④5kHz
三、简答题：
1．晶闸管导通和关断条件是什么？
2．实现有源逆变的外部和内部条件是什么？
3．画出升压斩波电路原理图，并分析说明其工作原理，写出输出电压Uo
与电源电压Uin的关系式。
四、计算分析题
1.单相全控桥式整流电路接大电感负载，整流变压器二次电压有效值U2=220V，R=4Ω，ωL>> R 可使负载电流连续，且脉动很小（可以忽略）。
(1) 画出α=30o时，整流输出电压u d、电流i d和输入电流i2的波形；
(2) 试求输出电压Ud、输出电流的平均值Id。
2.请回答单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负
载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？。