电气传动的特点.
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（2）如果电动机在有载运行时磁路突然断开， 则 E ，Ia ，T 和 ，可能不满 足TL的要求，电动机必将减速或停转，使 Ia更大，也很危险。
（3）如果电机空载运行，可能造成飞车。 E Ia T >> T0 n飞车
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If
Ia
Uf
MU
他励
目录
第一节：直流电动机及其调速简介 第二节：交流异步电动机及其调速简介 第三节：同步电动机及其调速简介
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第一节 直流电动机简介
1. 概述
与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，具有电刷和换向器，必须经 常检查维修，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。
直流电机的优点：
（1）调速性能好:调速范围广，易于平滑调节。 （2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。 （3）易于控制。
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第二节三相异步电动机简介
三、电机端子接线盒接线
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第二节三相异步电动机简介
四、电机电磁理论简析
1.空载时的电磁关系
E1
U1
I0 (Im )
F0 (Fm )
m
I2 0
E 2 s
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第二节三相异步电动机简介
2.负载运行时的电磁物理过程
U1
I1
转轴上三个集电环上，再通过电刷与外电路 接通。
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第二节三相异步电动机简介
(三)气隙： 中小型电机一般为0.2~2mm， 它与电机性能关系极大。
1、气隙大――磁阻大――产生同样大小磁场 需要较大的励磁电流――使电机的功率因 数降低。
2、气隙小――装配困难和运转不安全。
电力机车和电动车组传动方式的分类及特点
电力机车和电动车组传动方式的分类及特点电力机车和电动车组的传动方式按照供电电源的性质及所采用的牵引电动机的不同，理论上可以分为直-直流传动、交-直流传动、交-直-交流传动、交-交流传动和直-交流传动等。
1.直-直流传动方式直-直流传动方式就是使用直流电源供电、直流牵引电动机驱动的传动方式，结构示意图如图1。
受电器从接触网或者第三轨上获取电能，通过直流电压调节装置对直流电压进行调节，从而达到调节直流(脉流)牵引电动机转速和转矩的目的。
图 1 直-直流传动方式示意图调压装置可以是：（1）电阻器：特点是简单、可靠。
维修方便，对使用和维护工人技术要求低。
但是电阻调速是有级的，调速过程中电阻器有能耗，能量损失大，调速性能差，在大功率场合长期调速运行，不仅损失的能量很大，还可能引起地铁隧道或周围环境温度升高。
（2）斩波器：用大功率电力电子器件构成，特点是效率高，调速性能好。
直-直流传动方式的主要特点是调速简单方便，但是直流供电电压低限制了其应用场合，并且直流牵引电动机体积大、维护工作量大、经济性能指标差。
早期的工矿电机车、城市有轨电车、无轨电车和地铁动车大多采用直-直流传动方式。
此外直流电流的回流会对线路周围的金属结构产生电蚀。
2. 交-直流传动方式交-直流传动方式就是使用交流电源供电、直流牵引电动机驱动的传动方式，结构示意图如图2。
受电器从接触网获取交流电能，通过整流调压装置对输出直流电压进行调节，从而达到调节直流牵引电动机转速和转矩的目的。
图2 交-直流传动方式示意图交-直流传动方式是我国电力机车长期使用的一种电力机车传动方式，国产韶山（SS）系列和进口的6K、8K电力机车等均采用这一传动方式，这些机车的主要差别在于调压整流方式和控制方式的不同。
这种传动方式的主要特点是接触网采用单相交流供电，可以大大提高电网的供电能力，减少牵引变电所的数量。
从技术上看，其缺点主要是因为采用直流牵引电动机所引起的。
3. 交-直-交流传动交-直-交流传动方式就是使用交流电源供电，中间经过降压整流变成直流，然后再将直流逆变成为频率和电压幅值可调的交流电，驱动交流牵引电动机的传动方式。
电气传动
目录摘要 (2)第一篇直流调速系统的设计及仿真 (3)1 系统方案选择和总体结构设计 (3)1.1调速方案的选择 (3)1.1.2调速系统方案的选择 (4)1.2总体结构设计 (4)2触发电路的选择 (6)2.1 触发电路的选择 (6)3双闭环励磁设计和校验 (7)3.1电流调节器的设计和校验 (7)3.2转速调节器的设计和校验 (9)4控制电路的设计与计算 (11)4.1给定环节的选择 (11)4.2控制电路的直流电源 (11)5主电路设计与参数计算 (12)5.1晶闸管的选择 (12)5.1.1晶闸管的额定电流 (12)5.1.2晶闸管的额定电压 (12)5.2整流变压器的设计 (13)5.2.1变压器二次侧电压U2的计算 (13)5.2.2 一次、二次相电流I1、I2的计算 (14)5.2.3变压器容量的计算 (14)7直流系统MATLAB仿真 (17)7.1 系统的建模与参数设置 (17)（1）电流环部分： (17)7.2 系统仿真结果的输出 (18)第2篇交流调速系统的建模与仿真第8章交流调压调速系统的原理及特性 (21)8.1 异步电动机改变电压时的机械特性 (21)8.2 闭环控制的变压调速系统及其静特性 (23)8.3 闭环变压调速系统的近似动态结构框图 (24)第9章交流调压调速系统的Matlab仿真 (27)9.1 交流调压调速系统的建模 (27)9.2 交流调压调速系统的仿真 (30)摘要电气传动主要分为直流电气传动和交流电气传动两大类，它们分别采用直流、交流电动机为动力的传动。
直流电动机虽不如交流电动机结构简单、制造方便、维护容易、价格便宜等，但是由于直流电动机具有良好的起动、制动性能和调速性能，可以方便地在很宽的范围内平滑调速，因此在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、大型起重机、金属切削机床、造纸机等调速性能要求较高的电力拖动领域中得到了广泛应用。
近年来，交流调速系统发展很快，而直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流调速系统的基础。
电力传动技术的类型及应用
电力传动技术的类型及应用
电力传动技术主要可以分为三类：电磁滑动式、直流电动机式和交流电动机式。
1. 电磁滑动式：这种技术是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器，通过改变其励磁电流来调速。
这种技术属于一种较为落后的调速方式，其特点在于结构简单、成本低、操作维护方便。
然而，它的滑动最大，效率低，发热严重，不适合长期负载运转，因此一般只用于小功率传动。
2. 直流电动机式：这种技术通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。
其特点是调速范围大，精度也较高。
然而，这种技术的设备复杂，成本高，维护困难，一般用于中等功率范围（几十至几百千瓦），现已逐步被交流电动机式替代。
3. 交流电动机式：这种技术通过变极、调压和变频进行调速。
实际应用最多者为变频调速，即采用一变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。
其特点是调速性能好、范围大、效率较高，可自动控制，体积小，适用功率范围宽。
机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。
此外，还有一些特殊电机，与常见的交直流电机结构不同。
采用直流电机进行转矩、转速的调节和控制的传动称为直流传动；采用交流电机进行转矩、
转速的调节和控制的传动称为交流传动；采用特殊电机的传动，称之为特殊电机的电力传动。
以上内容仅供参考，建议查阅电力传动技术相关书籍或咨询专业人士了解更多有关电力传动技术的类型及应用的信息。
电气传动技术补考终极绝杀资料
电气传动技术补考终极绝杀资料一、简介电气传动技术是现代工业和交通领域的重要应用技术之一。
本文档将从电气传动技术的定义、分类、原理、应用及未来开展等方面进行详细阐述，希望能够为你的补考提供全面的参考资料。
二、电气传动技术的定义和分类1.电气传动技术的定义：电气传动技术是指利用电能转换和控制，实现机械装置的运动和传动的一种技术。
2.电气传动技术的分类：–直流电动机传动系统–交流电动机传动系统–步进电动机传动系统–伺服电动机传动系统–混合动力电动机传动系统三、电气传动技术的原理和应用1.电气传动技术的原理：电气传动技术通过调节电机的电流、电压和频率等参数，控制电机的转速、转矩和运动方向，从而实现机械装置的运动传动。
2.电气传动技术的应用：电气传动技术广泛应用于工业自动化、交通运输、航空航天、医疗设备等领域。
例如工业机械设备、电梯、电动汽车等都采用了电气传动技术。
四、电气传动技术的未来开展1.智能化开展：未来电气传动技术将更加智能化，通过搭载传感器和控制系统，实现自动化调节和优化效能。
2.高效节能：电气传动技术将不断提高效率，降低能耗，推动绿色低碳开展。
3.多领域应用：电气传动技术将在更多领域得到应用，如机器人、无人驾驶、新能源车辆等。
4.新材料和新技术的应用：新材料和新技术的开展，如超导技术、磁悬浮技术等将推动电气传动技术的更好开展。
五、总结电气传动技术是一门十分重要的应用技术，不仅应用广泛，而且在未来将继续开展壮大。
本文档简要介绍了电气传动技术的定义、分类、原理、应用及未来开展等内容，希望能够为你的补考提供帮助和指导。
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电气传动的概述和优点
• （2）电能的传输和分配比较方便。
• （3）电能容易控制，因此现在电气传动已 经成为绝大部分机械的传动方式，成为工 业化的重要基础。
• 传动方式的一种，有机械式如摇臂之类， 有压力如液压传动，而通过控制电机来传 动的方式就是电气传动。
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电气传动的概述和优点
• 一、电气传动的概述
• 电气传动，是指用电动机把电能转换成机 械能，去带动各种类型的生产机械、交通 车辆以及生活中需要运动的物品。
• 自从人类发明并掌握各种机械帮助自己劳 动以来，就需要有推动机械的原动力，除 人力本身外，最初使用的是畜力、水力和 风力，后来又发明了蒸汽机、柴油机、汽 油机，19世纪才发明电动机。
现代电气传动1.绪论Rong
通过电力电子器件的控制，可以 实现电机的启动、调速、制动等 功能，提高电机的运行效率和稳
定性。
在新能源领域，电机与电力电子 器件的配合使用可以实现风能、 太阳能等可再生能源的高效利用
和并网发电。
03
电气传动系统控制策略
开环控制与闭环控制
开环控制
通过控制输入电压或电流来调节电机 转速，不涉及转速反馈。
模糊控制算法
基于模糊逻辑和专家知识的控制算法，适用于非线性、时变 、不确定的系统。
04
现代电气传动技术的应 用
在工业自动化领域的应用
自动化生产线控制
现代电气传动技术通过精确控制电动机的启动、停止和速度，实现 了自动化生产线的连续、稳定运行，提高了生产效率和产品质量。
物流系统自动化
利用电气传动技术，实现了自动化输送、分拣、仓储等物流环节， 降低了人工成本，提高了物流运作效率。
智能照明系统
利用电气传动技术，实现了对照明设备的智能控制，可以根据环境 光线和人的需求自动调节亮度、色温等参数，节约能源。
在电动汽车领域的应用
电机驱动系统
现代电气传动技术为电动汽车提 供了稳定、高效的机驱动系统，
保证了电动汽车的续航里程和动 力性能。
充电设施
利用电气传动技术，实现了电动汽 车的快速充电和大功率充电，提高 了充电设施的利用率和充电效率。
电气传动系统的组成
01
02
03
04
电动机
作为动力源，将电能转换为机 械能。
控制器
根据输入信号控制电动机的运 行状态。
传动机构
将电动机输出的机械能传递到 机械设备上。
电源
为整个系统提供电能。
电气传动技术的发展历程
电气传动第一章
电气传动
矢量控制原理
1971年德国西门子公司提出的矢量控制原理解决了 交流电动机的转矩控制问题，实现了交流电动机调 速理论的第一次质的飞跃。
1985年德国的M.Depenbrock提出了直接转矩控制理 论。其特点是将电机与逆变器看做是一个整体，采 用空间电压矢量分析方法在定子坐标系进行磁通、 转矩的计算，通过磁通跟踪型PWM逆变器的开关状 态直接控制转矩
– 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，这将大大提高系统的动态性能。
电气传动
V-M系统的问题
– 由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系 统的可逆运行造成困难。
– 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。
控制策略：采用超前预测控制，需要考虑到电机的惯性
电气传动
调速要求
(3)加减速
起重设备
频繁起停的设备要求尽快地加、减速，以提高生产效率；
不宜经受剧烈速度变化的机械要求起动、制动尽量平稳。
电梯
电气传动
直流电动转速公式
转速公式：n U IR Ke R
I
U
n 转速(r / min) U 电枢电压(V ) I 电枢电流(I ) R 电枢回路总电阻() 励磁磁通(Wb) Ke 电动势常数
电动机
控制装置
生产机械
直流 电机
交流 电机
电气传动
电气传动特点
• 功率范围极大，单个设备的功率从几毫瓦 到几百兆瓦；
• 调速范围极宽，转速从每分钟几转到每分 钟几十万转；
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U R φ
9
直流电动机的调速
（1）调阻调速
工作条件： 保持励磁 = N ； 保持电压 U =UN ； 调节过程： 增加电阻 Ra R R n ，n0不变； 调速特性： 转速下降，机械特性曲 线变软。
2017/10/25
电气传动的发展
2017/10/25
电气传动的发展
23
n n3 n2 n1 nN
n0
N 1
2
3
O TL Te
2017/10/25
电气传动的发展
12
直流电动机的调速
(1)电枢回路串电阻调速 (3)变电枢电压调速 特点： 机械特性上下平移、 可 平 滑 地 调 节 转 速 n， 但只能降压调速。是主 要的调速方式。
特点：
损耗较大、有级 调速，机械特性 较软。 (2)弱磁调速 特点：
调速范围小
2017/10/25
T=CmФIa
电气传动的发展 13
直流电动机的调速
工程上，常将调压与调磁相结合，可以扩 大调速范围
对于要求大范围平滑调速的直流电气传动系统 来说,调压调速方式最好。
2017/10/25
电气传动的发展
14
发电机-电动机速度控制系统图
G 发电机
M 电动机
U a RIa n Ke
功率流： M1（机-电） K（交-直-交） M2（电-机）
问题：传递功率低 H：电磁滑差耦合器离合器 采用电磁调速的电动机，轴伸端 与负载之间通过电磁离合器联结
2017/10/25
电气传动的发展
20
直流斩波器调压调速
VT + 强迫关断电路 +
u
ton
Us
VD
Us
Ud
T
M
（a）原理图
VT 三极管 VD二极管
2017/10/25
R、φ、U三个因素
Rφ不变
电气传动的发展
15
发电机-电动机速度控制系统图
G 发电机
M 电动机
n→U→ E
结论
E＝nΔΦ/Δt
等速驱动
电动机的转速靠放大器来改变发电机的励 磁电流进行控制。
电气传动的发展 16
2017/10/25
发电机-电动机速度控制系统图
θi: 速度所需点位 θ0: 输出（测量）速度点位 θ: 输出误差点位
10
直流电动机的调速
（2）调压调速
工作条件： 保持励磁 = N ； 保持电阻 R = Ra 调节过程： 改变电压 UN U U n ， n 0 调速特性： 转速下降，机械特性曲 线平行下移。
2017/10/25
电气传动的发展
11
直流电动机的调速
（3）调磁调速
工作条件： 保持电压 U =UN ； 保持电阻 R = R a ； 调节过程： 减小励磁 N n ， n 0 调速特性： 转速上升，机械特性 曲线变软。
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-
0
t
（b) 电压波形
原理
VT工作于开关状态。VT通时，U加到M；VT断 时，U与M断开
21
电气传动的发展
直流斩波器调压调速
VT + 强迫关断电路 +
u
ton
Us
VD
Us
Ud
T
M
（a）原理图
VT 三极管 VD二极管
2017/10/25
-
0
t
（b) 电压波形
二级管作用？
续流
电气传动的发展
电气传动的发展 3
2017/10/25
电传动的特点
1
相同重量下的输出力
2
效率
3
速度刚度，调速，与响应速度相同重量下的输出力
指执行机构如发电机，电动机，液压及气 动泵的功率与重量比 ，即功率密度 流体式＞电传动
问题？
2017/10/25
电气传动的发展
5
相同重量下的输出力
以整个系统为研究对象
• 因为液压就必 须有液压站 • 液压站的重量 和体积大
液压站
2017/10/25
电气传动的发展
6
相同重量下的输出力
以整个系统为研究对象
气动：压缩机 电传动：集中供电，规模生产成本低 最大功率：液压≤300KW 发电机-电动机系统≤2240kW
结论
从系统和最大功率的角度，电传动 在相同重量下的输出力是有优势的
结论
采用闭环控制，可以将转速控制在设定转速 的1%以内
电气传动的发展 17
2017/10/25
装甲车电传动方案一
双侧电机驱动
2017/10/25 电气传动的发展
转向
18
装甲车电传动方案二
横轴式电传动
发动机→发电机→牵引电动机→左右车轮
2017/10/25 电气传动的发展 19
供电
传动轴
新型电磁耦合传动
2.4电传动的主要特点
2017/10/25
电气传动的发展
1
电传动的定义
电传动技术是指用电动机把电能转换成机 械能的技术
电动机
电磁铁
2017/10/25
电气传动的发展
2
电传动
电动机通过压缩机、泵等改变成流体动力 去驱动各种机械工作 电不仅用作动力，也宜用作控制 电气传动系统包括三部分：控制部分、功 率部分、电动机。
电气传动的发展 7
2017/10/25
效率
机械效率为0.4～0.97，电气效率为0.6～ 0.95，液压效率为0.3～0.6，气动效率为 0.15～0.2，
结论
机械＞电气＞液压＞气动
2017/10/25
电气传动的发展
8
调速
直流电动机的转速n的表达式为：
U a RIa n Ke
式中: Ua－ 电动机电枢两端的电压； Ia －电动机电枢回路电流； R －电动机回路电阻； Ke －电动机电势常数； 影响因素 φ －电动机励磁磁通。
22
电传动特点
• 电传动调速可用闭环达到其所要求的精度 • 机械及流体无级调速没法通过自身进行闭环控制，必 须借助电控，因而使控制复杂，成本提高。 调速精度 响应速度 电传动＞机械以及流体传动 液压＞电传动＞机械＞气动
液压响应速度受管道影响较大，电气传动几乎受影响较少 速度刚度 液压与电气传动＞机械与气动传动