4.交流牵引电机控制

浅析交流伺服电机的矢量控制

浅析交流伺服电机的矢量控制伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）关于交流电机的矢量控制技术，有很多论文与各种文章介绍。但多用难解的公式与坐标来记述，如果没有扎实的数学和控制等理论基础的话，相信大家有同感比较难理解。日笃君尽量用简单易懂的图解与计算来聊聊电机的构造，静止坐标与旋转坐标的变化，矢量控制，伺服控制等电机驱动技术。在聊控制之前，为了更好理解控制，我们先来看看电机的构造。实时应用的电机构造很复杂，但可以简单的理解成：电机由装在里面的转子与装在外面的定子构成（也有相反的电机），转子里面一般放入永久磁石，定子里面一般缠绕铜线。然后在中间插入中轴来带动驱动物体。电机技术经过百年的发展，形成了如上的各种分类。电机上使用的磁石属于稀有金属，产量主要分布在中国，近年由于稀土材料的价格高腾，工业界正在积极研究如何减少稀土的使用量，保持性能的同时降低产品成本，是企业也更是工程师永远的课题。如今实际应用中，同步电机得到广泛的采用。同步电机又以磁石所装入的部位，主要分类为SPM（表面磁石）和IPM（内部磁石）： SPM电机由于控制简单，早起被工业界所采用，但是这种电机由于磁石装在转子的表面，所以可以利用的动力主要来源于自身的表面磁石。 IPM电机由于可以利用磁石与磁石周围励磁的动力，产生高密度的能量，而且可以通过构造的工夫减少稀土的使用量，所以今年得到更广泛的应用。下面进入正题，聊聊交流电机的控制问题。

交流电机控制技术II课程期末试卷A卷标准答案

交流电机控制技术I I课程期末试卷A卷标准答案 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020

交流电机控制技术I复习题A 一、判断题 1. 间接变频装置的中间直流环节采用大电感滤波的属于电压源变频装置。（） 2. 恒磁通变频调速协调控制原则是U/f为常数（） 3. 异步电动机矢量控制中，MT坐标系的电磁量是直流量。（） 4. 在矢量控制中以定子A轴为参考轴的坐标系是dq坐标系。（） 5. 交交变频器输出电压频率与输入电网电压的频率相同。（） 6. 交-交变频器的最大输出频率是50Hz。（） 7. 规则采样法的采样区间是等宽的（） 8. 串联二极管的电流型逆变器换流中的尖峰电压出现在二极管换流时刻（） 9. 在选择逆变器的开关器件时，可以不考虑元件承受反压的时间。（） 10. 交直交变频器是直接变频器。（）二、选择题从（A）、（B）、（C）、（D）中选择正确的答案，填入下面各题的（）中：1. 变频技术中正弦脉冲宽度调制的英文缩写是（） A．PIC B. IPM C. SPWM D. GTR 2．基频以下变频调速时为了维持最大转矩恒定，在较低频率时应适当提高（）。 A.定子电流 B.定子电压 C. 电源频率 D. 电机转速

3. 由D触发器构建的环形分配器，如果在任意时刻都有2个Q端输出1，则可得到宽（）的六路脉冲输出。 A.120° B. 180° C. 150° D. 不确定 4. 对变频器调速系统的调试工作应遵循先（）的一般规律。 A、先空载、后轻载、再重载 B、先轻载、后空载、再重载 C、先重载、后轻载、再空载 D、先轻载、后重载、再空载 5. 120°导电型的三相桥式逆变电路的换流是在（）之间进行的。 A. 相邻相的上桥臂或者下桥臂 B. 相邻相的上下桥臂 C. 同一相的上下桥臂 D. 不确定桥臂 6. 电流型变频器带异步电动机在电动状态下运行时，变频器的逆变器处于（）状态。 A. 空载 B.逆变 C.截止 D.无法确定 7.变频调速系统控制单元通过（）得到控制脉冲的高低电平。 A. 锁相环 B. 比较器 C. 函数发生器 D. 极性鉴别器 8.电流型变频器带动异步电动机可以四象限运行，如果运行在第2象限则逆变器处于（）状态。 A. 电动 B. 逆变 C. 整流 D. 截止 9. 交交变频器工作时，正、反两组变流器交替工作。如果输出电压电流相位差大于90°，说明电动机工作在（）状态。 A. 电动 B. 制动 C.空载 D.额定 10. 在变频调速中，若在额定频率以上调时，当频率上调时，电压（）。 A、上调 B、下降 C、不变 D、不一定

交流电机的PLC控制

目录第1章交流电机PLC控制工艺流程分析 (1) 1.1交流电机PLC控制过程描述 (1) 1.2交流电机PLC控制过程工艺分析 (1) 第2章交流电机PLC控制系统总体方案设计 (5) 2.1系统硬件组成 (5) 2.2控制方法分析 (5) 第3章交流电机PLC控制系统梯形图程序设计 (6) 3.1交流电机PLC控制系统程序流程图设计6 3.2 交流电机PLC控制系统程序设计思路 (11) 3.3 交流电机PLC控制系统控制过程 (11) 第4章交流电机PLC控制系统调试及结果分析 12 4.1 PLC控制工作过程的细节分析 (12) 4.2 交流电机PLC控制系统优点 (12) 课程设计心得 (13) 参考文献 (14) 附录.............................................................................................. 错误！未定义书签。

第1章交流电机PLC控制工艺流程分析 1.1交流电机PLC控制过程描述 PLC在三相异步电动机控制中的应用，与传统的继电器控制相比具有速度快，可靠性高，灵活性强，功能完善等优点。长期以来，PLC始终处于自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。本文设计了三相异步电动机的PLC控制电路，实现三相异步电动机的星三角启动、正反转点动、连续、定时等控制，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。 1.2交流电机PLC控制过程工艺分析三相异步电动机接通电源，使电机的转子从静止状态到转子以一定速度稳定运行的过程称为电动机的起动过程。起动方法有直接起动和降压起动两种。 1.直接起动直接起动又称为全压起动，起动时，将电机的额定电压通过刀开关或接触器直接接到电动机的定子绕组上进行起动。直接起动最简单，不需附加的起动设备，起动时间短。只要电网容量允许，应尽量采用直接起动。但这种起动方法起动电流大，一般只允许小功率的三相异步电动机进行直接起动；对大功率的三相异步电动机，应采取降压起动，以限制起动电流。 2.降压起动通过起动设备将电机的额定电压降低后加到电动机的定子绕组上，以限制电机的起动电流，待电机的转速上升到稳定值时，再使定子绕组承受全压，从而使电机在额定电压下稳定运行，这种起动方法称为降压起动。由于起动转矩与电源电压的平方成正比，所以当定子端电压下降时，起动转矩大大减小。这说明降压起动适用于起动转矩要求不高的场合，如果电机必须采用降压起动，则应轻载或空载起动。常用的降压起动方法有Y-△降压起动、自耦变压器降压起动、延边三角形减压启动、定子串电阻或电抗启动等。此PLC控制系统选用大容量笼型异步电动机，这里用Y-△降压起动。 Y-△降压起动适用于电动机正常运行时接法为三角形的三相异步电动机。电

异步电动机矢量控制系统的仿真

异步电动机矢量控制系统仿真 1.异步电机矢量控制系统的原理及其仿真 1.1 异步电动机矢量控制原理异步电机矢量变换控制系统和直接转矩控制系统都是目前已经获得使用的高性能异步电机调速系统，对比直接转矩控制系统，矢量变换系统有可以连续控制，调速范围宽的优点，因此矢量变换控制系统为现代交流调速的重要方向之一。本文采用的是转子磁场间接定向电流控制型交流异步电机矢量控制系统[1]，如图1所示。图1矢量变换控制系统仿真原理图如果把转子磁链方向按空间旋转坐标系的M轴方向定向，则可得到按转子磁场方式定向下的三相鼠笼式异步电动机的矢量控制方程。（1）（2）（3）（4）

（5）上列各式中，是转子励磁电流参考值；是转差角频率给定值；是定子电流的励磁分量；是定子电流的转矩分量；是定子频率输入角频率；是转子速度；是转子磁场定向角度；是转子时间常数；和分别是电机互感和转子自感。图4所示控制系统中给定转速和实际电机转速相比较，误差信号送入转速调节器，经转速调节器作用产生给定转矩信号，电机的激磁电流给定信号根据电机实际转速由弱磁控制单元产生，再利用式（1）产生定子电流激磁分量给定信号，定子电流转矩分量给定信号则根据式（2）所示的电机电磁转矩表达式生成。、和转子时间常数Lr一起产生转差频率信号，和ωr相加生成转子磁场频率给定信号，对积分则得到转子磁场空间角度给定信号。和经坐标旋转和2/3相变换产生定子三相电流给定信号、和，和定子三相电流实测信号、和相比较，由滞环控制器产生逆变器所需的三相PWM信号。 1.2 异步电机转差型矢量控制系统建模在MATLAB/SIMULINK环境下利用电气系统模块库中的元件搭建交流异步电机转差型矢量控制系统[2]，电流控制变频模型如图2所示。图2 电流控制变频模型图整个仿真图由电气系统模块库中的元件搭建组成，元件的直观连接和实际的主电路相像似，其中主要包括：速度给定环节，PI速度调节器、坐标变换模块、

感应电机矢量控制系统的仿真

《运动控制系统》课程设计学院：班级：姓名：学号：日期：成绩：

感应电机矢量控制系统的仿真摘要：本文先分析了异步电机的数学模型和坐标变换以及矢量控制基本原理，然后利用Matlab /Simulink软件进行感应电机的矢量控制系统的仿真。采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器，再进行功能模块的有机整合，构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明了该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强，验证了交流电机矢量控制的可行性和有效性。关键词：异步电机；坐标变换；矢量控制；Simulink仿真一、异步电机的动态数学模型和坐标变换异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，异步电机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。电压方程：礠链方程：转矩方程：运动方程：异步电机的数学模型比较复杂，坐标变换的目的就是要简化数学模型。异步电机数学模型是建立在三相静止的ABC坐标系上的，如果把它变换到两相坐标系上，由于两相坐标轴互相垂直，两相绕组之间没有磁的耦合，仅此一点，就会使数学模型简单了许多。（1）三相--两相变换（3/2变换）在三相静止绕组A、B、C和两相静止绕组a、b 之间的变换，或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称 3/2 变换。（2）两相—两相旋转变换（2s/2r变换）从两相静止坐标系到两相旋转坐标系 M、T 变换称作两相—两相旋转变换，简称 2s/2r 变换，其中 s 表示静止，r 表示旋转。

异步电机的矢量控制系统

电力拖动课程结题报告题目：异步电机的矢量控制系统班级：K0312417 姓名：罗开元学号：K031241723 老师：郎建勋老师 2015年 6月 22 日

前言异步电机的矢量控制设计及仿真在矢量控制技术出现之前，交流调速系统多为V / f 比值恒定控制方法，又常称为标量控制。采用这种方法在低速及动态（如加减速）、加减负载等情况时，系统表现出明显的缺陷，所以交流调速系统的稳定性、启动、低速时的转矩动态相应都不如直流调速系统。随着电力电子技术的发展，交流异步电机控制技术全面从标量控制转向了矢量控制，采用矢量控制的交流电机完全可以和直流电机的控制效果相媲美，甚至超过直流调速系统。矢量变换控制(以下简称VC)技术的诞生和发展为现代交流调速技术的发展提供了理论基础。交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合的被控对象，采用了参数重构和状态重构的现代控制理论概念可以实现交流电动机定子电流的励磁分量和转矩分量之间的解耦，实现了将交流电动机的控制过程等效为直流电动机的控制过程。这就使得交流调速系统的动态性能得到了显著的改善和提高，从而使交流调速最终取代直流调速系统成为可能。实践证明，采用矢量控制方法的交流调速系统的优越性高于直流调速系统。矢量控制原理的出现也促进了其它控制方法的产生，如多变量解耦控制等方法。七十年代初期，西门子公司的F .Blashke 和W .Flotor 提出了“感应电机磁场定向的控制原理”，通过矢量旋转变换和转子磁场定向，将定子电流按转子磁链空间方向分解成为励磁分量和转矩分量，这样就可以达到对交流电机的磁链和电流分别控制的目的,得到了类似于直流电机的模型,然后模拟直流电机进行控制，可以获得良好的静、动态调速性能。本文分析异步电机的数学模型及矢量控制原理的基础上, 利Matlab/Simulink 中SimPowerSystems 模块,采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链调节器模块、速度调节模块, 再进行功能模块的有机整合, 构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强, 验证了交流电机矢量控制的可行性、有效性。 1.异步电机的 VC 原理 1.1 坐标变换坐标变换的目的是将交流电动机的物理模型变换成类似直流电动机的模式，这样变换后，分析和控制交流电动机就可以大大简化。以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电机A i 、B i 、C i ，通过3/2变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流 α i 和 β i ，再通过同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流 d i 和q i 。如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的就好像是一台直流电动机。把上述等效关系用结构图的形式画出来，得到图l 。从整体上看，输人为A ，B ，C 三相电压，输出为转速ω，是一台异步电动机。从结构图内部看，经过3／2变换和按转子磁链

交流电机控制技术II

东北大学继续教育学院交流电机控制技术II 试卷（作业考核线上2）A 卷（共6 页）一、判断题（20分）正确用√表示，错误用X表示，请将判断结果填入各题的（）中： 1. 间接变频装置的中间直流环节采用大电感滤波的属于电压源变频装置。（X） 2. 恒磁通变频调速协调控制原则是U/f为常数（√） 3. 异步电动机矢量控制中，MT坐标系的电磁量是直流量。（√） 4. 在矢量控制中以转子a轴为参考轴的坐标系是dq坐标系。（X） 5. 在SPWM的正弦参考信号中加入3次谐波后，可以拓宽线性控制范围（X） 6. 交-交变频器的最大输出频率是50Hz。（X） 7. 规则采样法的采样区间是等宽的（√） 8. 串联二极管的电流型逆变器换流中的尖峰电压与负载漏抗有关（√） 9. 在选择逆变器的开关器件时，可以不考虑元件承受反压的时间。（X） 10. 交直交变频器是直接变频器。（√） 11.按照VT1~VT6顺序导通逆变器主开关为三相异步电动机提供变频电源，ABC三相的下桥臂开关编号分别是VT2、VT3、VT6。（X） 12.变频调速时，在基频以下通常采用恒磁通变频调速，其协调控制原则为U/f等于常数。（X）等于常数。（√） 13.恒功率变频调速，其协调控制原则为 14.基频以下调速时为了维持最大转矩恒定，在频率较低时应适当提高转子电压。（X） 15.变频器按变换的环节分为交—交变频器和交—直—交变频器。（√） 16.变频器按直流环节储能元件不同分为电流型变频器和电压型变频器。（√） 17.矢量控制理论中涉及的三个主要坐标系分别是ABC 、αβ 和 MT ；其中ABC和αβ

是静止坐标系。（ X ） 18.通过坐标变换将定子电流分解为两个相互独立的量，其中为1T i 磁场分量； 1M i 为转矩分量，可以实现解耦控制。（ X ） 19.在矢量控制理论中将三相坐标系下的三个时间变量写成2[()()()]A A B C x k x t ax t a x t =++形式的空间矢量,是以任意x 轴为参考轴的空间矢量表达式。（ X ） 20.三相坐标系下，空间矢量a A j x x e θ-=是以转子a 轴为参考轴的空间矢量表达式。（ X ）二、选择题（20分）请将正确答案填入各题的（）中： 1. 变频技术中智能功率模块的英文缩写是（ B ） A ．PIC B. IPM C. SPWM D. GTR 2．基频以下变频调速时为了维持最大转矩恒定，在较低频率时应适当提高（ B ）。 A.定子电流 B.定子电压 C. 电源频率 D. 电机转速 3. 由D 触发器构建的环形分配器，如果在任意时刻都有三个Q 端输出1，则可得到宽（ B ）的六路脉冲输出。 A.120° B. 180° C. 150° D. 不确定 4. 对变频器调速系统的调试工作应遵循先（ A ）的一般规律。 A 、先空载、后轻载、再重载 B 、先轻载、后空载、再重载 C 、先重载、后轻载、再空载 D 、先轻载、后重载、再空载 5. 180°导电型的三相桥式逆变电路的换流是在（ C ）之间进行的。 A. 相邻相的上桥臂或者下桥臂 B. 相邻相的上下桥臂 C. 同一相的上下桥臂 D. 不确定桥臂 6. 电流型变频器带异步电动机在电动状态下运行时，变频器的逆变器处于（ B ）状态。 A. 空载 B.逆变 C.截止 D.无法确定 7.变频调速系统控制单元通过（ B ）得到控制脉冲的高低电平。 A. 锁相环 B. 比较器 C. 函数发生器 D. 极性鉴别器 8. 磁场轨迹法采用相邻电压矢量作为辅助矢量，在主矢量u(561)转换为主矢量u(612)以前，采用（ A ）作为辅助矢量。

感应电机矢量控制江南大学

感应电机矢量控制江南大学 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

设计题目：感应电机矢量控制的仿真设计要求： 1.分析感应电机矢量控制原理，对系统各个组成模块进行详细介绍； 2.在Matlab/Simulink 环境下建立感应电机矢量控制系统的仿真模型； 3.在不同给定、负载下进行仿真分析； 4.按规范撰写课程设计报告。撰写规范： 1.报告由封面、设计要求、正文和设计心得体会组成； 2.封面包括：课程设计名称、学院、班级、姓名、学号、日期、成绩； 3.正文报告格式请按照江南大学学报的要求。摘要：本文从感应电动机的数学模型着手介绍一种基于matlab/simulink的感应电动机仿真模型，使用时只需要输入不同的电机参数即可。在此基础上设计一个典型的直接矢量控制系统，然后利用Simulink仿真软件对该控制系统运行情况进行仿真研究。关键字：MATLAB/SIMULINK；感应电机；矢量控制；仿真引言: 异步电动机的动态数学模型是一个高阶，非线性，强耦合的多变量系统，虽然通过坐标变换可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性多变量的本质。因此，需要异步电动机调速系统具有高动态性能，必须面向这样一个动态模型。目前电机调速行业内有几种控制方案已经获得了成功的应用。动态模型按转子磁链定向的直

接矢量控制系统就应用的很广泛！本文利用matlab/simulink 仿真软件建立一个通用的仿真模型。然后用到直接矢量控制系统中去，对该系统进行仿真研究。一、各部分原理介绍 1、矢量控制系统原理既然异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电动机了。由于进行坐标变换的是电流(代表磁动势)的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就称为矢量控制系统，简称VC 系统。VC 系统的原理结构如图2.1所示。图中的给定和反馈信号经过类似于直流调速系统所用的控制器，产生励磁电流的给定信号*m i 和电枢电流的给定信号*t i ，经过反旋转变换1 -VR 一得到*αi 和* βi ，再经过2／3变换得到*A i 、*B i 和*C i 。把这三个电流控制信号和由控制器得到的频率信号1ω加到电流控制的变频器上，所输出的是异步电动机调速所需的三相变频电流。图2.1矢量控制系统原理结构图在设计VC 系统时，如果忽略变频器可能产生的滞后，并认为在控制器后面的反旋转变换器1-VR 与电机内部的旋转变换环节VR 相抵消，2／3变换器与电机内部的3／2变换环节相抵消，则图2.1中虚线框内的部分可以删去，剩下的就是直流调速系统了。可以想象，这样的矢量控制交流变压变频调速系统在静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美。 2、坐标变换的基本思路坐标变换的目的是将交流电动机的物理模型变换成类似直流电动机的模式，这样变换后，分析和控制交流电动机就可以大大简化。以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流A i 、B i 、C i ，通过三相——两相变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流αi 和βi ，再通过同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流d i 和q i 。如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋

科蒂斯交流电机控制器参数表

科蒂斯交流电机控制器参数表科蒂斯交流电机控制器参数表编程参数通过CURTIS 1311手持编程器或1314编程站，可以为此交流控制器进行参数设置。通过这些参数设置可以使客户对车辆的性能进行客户化的设置，从而满足用户特定的应用需求。对于编程器的操作，请参考附表C。编程菜单编程参数被分类并且按级别集中显示在菜单中，详见表格3。电机响应调节电机响应的特性调整可以通过速度控制或扭矩控制来实现。它取决于具体的应用需要。CURTIS 控制器提供以下调整模式：简化版速度模式速度模式扭矩模式简化版的速度模式减少了一些参数的设置，从而方便了用户调节，它适应大部分应用需求。速度模式，包括简化版的速度模式，适用于加速器输入控制电机速度输出的应用。扭矩模式适用于加速器输入控制电机扭矩输出的应用。注意：扭矩控制和速度控制不可以同时选择。例如：如果您已经选择了速度或简化版速度模式，而之后您去调整扭矩控制参数，这些新调整的参数并不会产生效果。请参照以下参数列表。 CURTIS INSTRUMENTS (CHINA) CO., LTD. CONTROL MODE SELECT …P27 0. SPEED MODE EXPRESS…P28 Max Speed…..最大速度 Kp 比例控制 Ki 积分控制 Accel Rate 加速调整 Decel Rate 减速调整 Brake Rate 刹车调整 Pump Enable 泵使能 1. SPEED MODE MENU Speed Controller Max Speed 最大速度 Kp 速度比例控制 Ki 速度积分比例（设定速度与实际速度对比） Vel Feedforward 速度前馈 Kvff 低速负载匹配（改善低速时加速器反应） Build Rate Kvff 启动的时间 Release Rate Kvff结束的时间

牵引电机

2.三相交流牵引电动机的结构组成 2.1定子的组成定子由铁心（电工硅钢片叠成）、定子绕组和机座组成。定子铁心内圆有许多形状相同的槽，用于嵌放定子绕组，机座用于固定和支撑定子铁心，要求有足够的机械强度和刚度。定子外部固定有端盖。 2.2转子的组成转子由转子铁心（硅钢片叠成）、转子绕组和转轴组成。转子铁心安装在转轴上，表面开有槽，用于放置或浇注转子绕组。在转子的一端安装有风扇，用于转子高速转动时的降温散热。如图2.1所示。图2.1三相交流电动机 2.3气隙气隙大小对异步电动机性能有很大的影响。气隙大，则磁阻大，励磁电流（滞后的无功电流）大，功率因数降低。气隙过小，则装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加，起动性能变差。

图2.2 1-轴 10-转子 19-锥形油脂喷嘴 2-电机侧半联轴节 11-深沟球轴承（D端） 20-油脂喷嘴盖 3-进气口盖 12-电缆密封接头（10 Nm) 21-锥形油脂喷嘴 4-接线盒 13-盖板 22-连接线 5-出气口网罩 14-六角头螺钉（8 Nm) 23-接线盒盖 6-轴承保护罩 15-张力垫圈 24-六角头螺钉（8 Nm) 7-圆柱滚子轴承（N端） 16-盖板 25-张力垫圈 8-定子外壳 17-六角头螺钉（8 Nm) 9-定子 18-油脂喷嘴盖上图所示为3相4极交流异步牵引电动机，在车辆上横向安装，D端为输出端。此自通风型电机的冷却由安装在N端的内部风扇完成。进气口位于D端前部、进气口盖（3）的上部；出气口网罩（5）位于N端。定子结构，由绝缘薄钢片叠层组成的定子（9）铁心总成通过热套方法安装在定子外壳内，从而形成了一个固定的定子单元。定子铁心总成和定子外壳内有轴向通风风道。定子绕组被嵌入定子铁心总成的槽内。槽上有盖子进行密封。线圈的绕组端部、定子线圈接头和接线条用铜焊连接。接线盒（4）铸造在定子外壳上，上面用接线盒盖盖住。连接线通过电缆接线片和接线条用螺栓连接在绝缘子上，并穿

交流电机控制技术I复习

交流电机控制技术I复习一、判断题 1?间接变频装置的中间直流环节采用大电感滤波的属于电压源变频装置。（X） 2.恒磁通变频调速协调控制原则是U/f为常数（J） 3.异步电动机矢量控制中，MT坐标系的电磁量是直流量。（V ） 4.在矢量控制中以定子A轴为参考轴的坐标系是dq坐标系。（X ） 5.交交变频器输出电压频率与输入电网电压的频率相同。（X ） 6.交-交变频器的最大输出频率是50Hzo （X ） 7.规则采样法的采样区间是等宽的（V ） 8.在矢量控制理论中ABC和a B是静止坐标系，MT是旋转坐标系。（J） 9.矢量控制采用的是转子磁场定向的控制方法。（V ） 10.180°导电型的三相桥式逆变电路在任意区间有3只开关管同时导通. （J）二、选择题从（A）、（B）、（C）、（D）中选择正确的答案，填入下面各题的（）中： 1.变频技术中正弦脉冲宽度调制的英文缩写是（C ） A. PIC B. IPM C. SPWM D. GTR 2.基频以下变频调速时为了维持最大转矩恒定，在较低频率时应适当提高（B ）。 A.定子电流 B.定子电压 C.电源频率 D.电机转速 3.I1ID触发器构建的环形分配器，如果在任意时刻都有2个Q端输出1,则可得到宽（A ）的六路脉冲输出。 A. 120° B. 180° C. 150° D.不确定 4.对变频器调速系统的调试工作应遵循先（A ）的一般规律。

A、先空载、后轻载、再重载 B、先轻载、后空载、再重载 C、先重载、后轻载、再空载 D、先轻载、后重载、再空载 5.120°导电型的三相桥式逆变电路的换流是在（A ）之间进行的。 A.相邻相的上桥臂或者下桥臂 B.相邻相的上下桥臂 C.同一相的上下桥臂 D.不确定桥臂 6.电流型变频器带异步电动机在电动状态下运行时，变频器的逆变器处于（B ）状态。 A.空载 B.逆变 C.截止 D.无法确定 7.变频调速系统控制单元通过（B ）得到控制脉冲的高低电平。 A.锁相环 B.比较器 C.函数发生器 D.极性鉴别器二常数时，称为（C ）调制方式。 A.异步 B.分级异步 C.同步 D.不能确定 9.谐波消除法就是适当安排开关角，在满足输出（B ）的条件下，消除不希望有的谐波分量。 A.基波电流 B.基波电压 C.基波频率 D.基波相位 10.余弦交截法就是用一系列余弦同步（C ）波和模拟量基准电压波的交点去决定整流器中相应晶闸管的控制角的方法。 A.电流 B.频率 C.相位 D.电压三、填空题 1.按照VTPVT6顺序导通逆变器主开关为三相异步电动机提供变频电源，ABC三相的下桥臂开关编号分别是（VT4 ）, （VT6 ）, （VT2 ）。 2.变频调速时，在（基频）以下通常釆用恒磁通变频调速，其协调控制原则为 U/f等于（常数）；在（基频）以上一般采用恒功率变频调速，其协调控制原则为（U/Jf ）等于常数。基频以下调速时为了维持最大转矩恒定，在频率较低时应适当提高（定子电压）。 3.变频器按变换的环节分为（交一交变频器）和（交

第十一章三相交流牵引电机

第十一章三相交流牵引电动机简介无换向器的三相交流电动机在制造成本、单位功率重量、运行维修等方面、比有换向器的直流电动机有一系列优点，特别是三相异步电动机结构最为简单、工作最为可靠以及具有优越的防空转性能。近30年来，由于电子技术特别是大功率晶闸管变流技术的迅速发展，研制出体积小、重量轻、功率大、效率高的变流装置——静止逆变器，作为三相交流电动机的变频电源，使三相交流牵引电动机在铁路电力牵引中的应用取得了突破性进展。由三相交流电动机的优点和直流电动机在牵引运用方面长期积累的经验以及电力交流技术的成就三者完美结合，而研制出来的新型三相交流电传动机车具有更大的牵引能力、更好的牵引特性和更高的经济技术指标。因此，从发展远景来看，它将在未来牵引传动中占据主导地位。本章结合机车牵引特点，对三相异步牵引电动机和晶闸管同步牵引电动机的运行原理及结构特点作一些介绍。第一节三相异步牵引电动机一、异步电动机变频运行的机械特性由异步电机原理可知：在一定的电压和频率下，异步电动机的机械特性如图11-1所示。图11-1 一定频率和电压下异步电动机的机械特性当异步电机作为电动机运行时，电机在0＜S＜1范围内运行，图中S m为电动机最大转距太时的临界转差率。其中：S=0-S m。一段是电动机的稳定运行范围；当S＞S m后，电动机的转矩将明显减少，使电动机转速越来越低，直到停转。所

以S=S m --1一段是电动机不稳定运行区。异步电动机在不同频率人下的机械特性曲线形状都相似，但其机械特性稳定运行的调速范围和最大转矩值是不同的，这种变化可用最大转矩和对应的临界转差率来表示。由第九章已推导出三相异步电动机最大转矩为： []22 1 2 1 1 1 2 1 ) ' ( 4 3 δ δ πx x r r f pU T m + + + =(11-1) 当 σ σ χ χ γ 2 1 1 ＋ ππ时忽略 1 γ，则： ()σ σ χ χ π2/ 1 1 2 1 4 3 + = f pU T m （11-2）对于结构一定的电机，式（11-2）可写为： 2 1 1 T?? ? ? ? ? = f U K T m （11-3）由式（11-3）可见，异步电动机的最大转矩与 2 1 1 ?? ? ? ? ? f U 成正比。若变频调速是在U1为常数条件下进行，则T m随f12成反比例变化，其机械特性变化如图11-2所示。图11-2 一定电压、不同频率时异步电动机的机械性能图11-3 一定气隙磁通、不同频率时异步电动机的机械性能

基于Matlab的交流电机矢量控制系统仿真..

基于MATLAB交流异步电机矢量控制系统建模与仿真摘要：在分析异步电机的数学模型及矢量控制原理的基础上,利用MATLAB，采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器,再进行功能模块的有机整合,构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强,验证了交流电机矢量控制的可行性、有效性。关键词：交流异步电机，矢量控制，MATLAB 一、引言交流电动机由于动态数学模型的复杂性，其静态和动态性能并不是很理想。因此在上世纪前期需要调速的场合下采用的都是直流电动机，但是直流电动机结构上存在着自身难以克服的缺点，导致人们对交流调速越来越重视。从最初的恒压频比控制到现在的直接转矩控制和矢量控制，性能越来越优良，甚至可以和直流电机的性能相媲美。本文研究交流异步电机矢量控制调速系统的建模与仿真。利用MATLAB中的电气系统模块构建异步电机矢量控制仿真模型,并对其动、静态性能进行仿真试验。仿真试验结果验证了矢量控制方法的有效性、可行性。二、交流异步电机的矢量控制原理矢量控制基本思想是根据坐标变换理论将交流电机两个在时间相位上正交的交流分量，转换为空间上正交的两个直流分量，从而把交流电机定子电流分解成励磁分量和转矩分量两个独立的直流控制量,分别实现对电机磁通和转矩的控制,然后再通过坐标变换将两个独立的直流控制量还原为交流时变量来控制交流电机,实现了像直流电机那样独立控制磁通和转矩的目的。由于交流异步电机在A-B-C坐标系下的数学模型比较复杂,需要通过两次坐标变换来简化交流异步电机的数学模型。一次是三相静止坐标系和两相静止坐标系

牵引电机的常见故障与处理教学文案

牵引电机的常见故障与处理

目录前言…………………………………………………………一牵引电机的主要特点……………………………………二牵引电机的结构…………………………………… 1定子………………………… 2转子………………………… 3电刷装置………………………… 4电枢轴承………………………… 三牵引电机的传动和悬挂方式……………………… 1个别传动 2组合传动四牵引电机的工作原理……………………… 五牵引电动机的维护保养……………………… 六牵引电机的故障分析与处理……………………………… 参考文献……………………………………………………后语………………………………………………………

摘要：本设计简要主要介绍了牵引电机的工作原理、基本结构、主要特点及维护保养，对ZD114型牵引电机在运用中的常见故障进行了分析，并提出了相应处理方法。关键词：牵引电机故障检修措施

前言牵引电机是驱动机车车辆动轮轴的主电机，是电传动机车、车辆的主要部件之一。是在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，因此获得广泛应用。 ZD114型牵引电机是SS6B型电力机车的重要部件之一，由于牵引电机在运用中受振动、摩擦、高温和自然老化等原因使机车电机性能总处于自然磨损状态，超过一定限度就会发生故障，影响机车的正常运用，所以，要采取一系列的计划预防修理措施，在电机各零部件损坏以前得到修理，从而减少和防止机车出现先期损坏的可能性，达到保证行车安全和延长机车使用寿命的目的。一牵引电机的工作特点 1 使用环境恶劣由于牵引电机安装在车体下面，直接受到雨、雪、潮气的影响，机车运行中掀起的尘土也容易侵入电机内部。此外，由于季节和负载的变化，还经常受到温度和湿度变化的影响。因此，电机绝缘容易受潮、受污，对其性能和寿命产生极为不良的影响。所以，牵引电机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防潮，防尘性能及良好的通风、散热条件。 2 外形尺寸受限制牵引电动机悬挂在车体下面，其安装空间受到很大的限制，轴向尺寸受轨距限制，径向尺寸受动轮直径的限制。为了获得尽可能大的功率，要求牵引电机结构必须紧凑，并采用较高等级的绝缘材料和性能较好的导电、导磁材料。 3 动作力大机车运行通过钢轨不平顺处，因撞击而产生的动力作用会传递给牵引电动机，使牵引电动机承受很大的冲击和振动。 4 换向困难直、脉流牵引电机换向困难的原因除了受机械振动力方面的影响外，还有电器方面的原因，如牵引电动机经常启动、制动，此时电流可达额定电流的两倍；当机车在长大坡道上运行时，电动机将长时间处于过电流状态；当机车高

异步电机矢量控制Matlab仿真实验

基于Matlab/Simulink异步电机矢量控制系统仿真一．理论基础矢量控制系统的基本思路是以产生相同的旋转磁动势为准则,将异步电动机在静止三相坐标系上的定子交流电流通过坐标变换等效成同步旋转坐标系上的直流电流,并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,以达到直流电机的控制效果。所谓矢量控制，就是通过矢量变换和按转子磁链定向，得到等效直流电动机模型，在按转子磁链定向坐标系中，用直流电动机的方法控制电磁转矩与磁链,然后将转子磁链定向坐标系中的控制量经变换得到三相坐标系的对应量，以实施控制。其中等效的直流电动机模型如图1-1所示，在三相坐标系上的定子交流电流iA、iB、iC ，通过3/2变换可以等效成两相静止正交坐标系上的交流isα和isβ，再通过与转子磁链同步的旋转变换，可以等效成同步旋转正交坐标系上的直流电流ism和ist。图1-1 异步电动机矢量变换及等效直流电动机模型从图1-1的输入输出端口看进去，输入为A、B、C三相电流，输出为转速ω，是一台异步电动机。从内部看，经过3/2变换和旋转变换2s/2r，变成一台以ism和ist为输入、ω为输出的直流电动机。m绕组相当于直流电动机的励磁绕组，ism相当于励磁电流，t绕组相当于电枢绕组，ist相当于与转矩成正比的电枢电流。按转子磁链定向仅仅实现了定子电流两个分量的解耦，电流的微分方程中仍存在非线性和交叉耦合。采用电流闭环控制，可有效抑制这一现象，使实际电流快速跟随给定值，图1-2是基于电流跟随控制变频器的矢量控制系统示意图。

图1-2矢量控制系统原理结构图通过转子磁链定向，将定子电流分量分解为励磁分量i sm 和转矩分量i st ，转子磁链r ψ仅由定子电流分量i sm 产生，而电磁转矩e T 正比与转子磁链和定子电流转矩分量的乘积，实现了定子电流的两个分量的解耦。简化后的等效直流调速系统如图1-3所示。图1-3简化后的等效直流调速系统二．设计方法 1.电流模型设计转子磁链在实用的系统中多采用按模型计算的方法，即利用容易测得的电压、电流或转速等信号，借助于转子磁链模型，实时计算磁链的幅值与空间位置。转子磁链模型可以从电动机数学模型中推导出来，也可以利用专题观测器或状态估计理论得到闭环的观测模型。在计算模型中，由于主要实测信号的不同，又分为电流模型和电压模型两种。本设计采用在αβ坐标系上计算转子磁链的电流模型。由实测的三相定子电流通过3/2变换得到静止两相正交坐标系上的电流i sα和i sβ，在利用αβ坐标系中的数学模型式计算转子磁链在αβ轴上的分量 ?? ? ?? ?? ++-=+--=β αβχαβααωψψψωψψψs r r r s r r r i Tr Lm Tr dt d i Tr Lm Tr dt d 11 (2-1-1) 也可表述为：

交流电机控制技术作图题交流电机控制技术的发展与展望

交流电机控制技术作图题交流电机控制技术的发展与展望引言与直流电机相比，交流电动机是多变量，强耦和的非线形系统，要实现良好的转矩控制非常困难。20世纪70年代德国工程师F.Blaschke首先提出异步电动机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。1985年，德国的Depenbrock教授提出了异步电动机直接转矩控制方法。近年来，矢量控制和直接转矩控制技术不断发展，且有各自不同的应用领域。随着现代控制理论和电子技术的发展，各种控制方法和器件不断出现。矢量控制技术的现状与展望矢量控制新技术磁通的快速控制：在直接磁场定向矢量控制异步电动机变频调速系统中，利用磁链预测值进行磁通快速控制的方法。参数辨识和调节器自整定：基于模型参考自适应算法的一惯性系统及二惯性系统转动惯量参数的辨识方法。

非线性自抗扰控制器：在异步电动机系统的动态方程中，用自抗扰控制器取代经典PID控制器进行控制。矩阵式变换器：一种适用于矩阵式变换器驱动异步电动机调速系统的组合控制策略，同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的直接磁场定向矢量控制。矢量控制技术的发展矢量采用高速电动机控制专用DSP、嵌入式实时软件操作系统，开发更实用的转子磁场定向方法和精确的磁通观测器，使变频器获得高起动转矩、高过载能力，将是未来矢量控制技术的重要发展方向。无速度传感器的交流异步电动机驱动系统和永磁电动机驱动系统控制也是开发热点之一。永磁电动机驱动系统由于它的高效、高功率因数、高可靠性而得到越来越多的关注。无刷电动机的无位置传感器控制和正弦波电流控制，在应用方面已趋成熟。开关磁阻电动机在许多领域应用也取得了很多进展。

交流牵引电机制造过程中线圈尺寸的调整方法

交流牵引电机制造过程中线圈尺寸的调整方法在进行交流牵引电机制造的时候，定子线圈的尺寸对后续定子的嵌线的效果影响是十分大的。为了更好的保证线圈的制造和嵌线的效果，在进行电机制造以前，可以使用计算机对线圈成形和嵌线的效果进行模拟分析，然后将模拟的数据同线圈的尺寸和嵌线的端部间隙进行对比，指导电机的制造。通过模拟出的数据可以在电机生产前进行准备的工作，同时对施工的工艺进行准备，对生产中可能出现的问题进行调整方案的制定。标签：电机制造；线圈尺寸；调整现在的工业生产中，电机是非常重要的生产设备，在进行电机制造的时候，制造的技术和质量是非常重要的。在进行交流牵引电机的制造时，定子线圈的制造非常重要，定子线圈制造以后不但要符合图纸的设计要求，同时还要保证后续施工中嵌线的制造。线圈在制造成形的时候，成形尺寸是非常重要的，线圈的尺寸一定要考虑到嵌线可能出现的变形情况和嵌线的排布情况。线圈的尺寸不当会增加嵌线为了整形的敲打次数，对嵌线进行过多的敲打会破坏其绝缘性，使得嵌线的下方出现擦伤，对嵌线的端部的间隙均匀性也会带来一定的影响。为了更好的保证线圈的尺寸，可以利用计算机的三围模拟技术对交流电机的定子线圈进行模拟实验，对线圈的尺寸进行计算，同时也可以对变形调整和嵌线过程进行模拟，使定子的线圈尺寸和后续的嵌线间隙的排布在数据上可以对应。在进行生产的时候，工程的技术人员可以根据模拟的数据对线圈的生产进行更好的制造，制定出更加合适的线圈制造工艺和调整方案。对制造的工艺进行理论和实际生产中的验证，这样可以更好的建设材料和人力的投入，使得电机在生产的时候成本可以更低。 1 制造技术方面的准备在进行电机定子线圈的制造以前，工程的技术人员要对制造技术工艺进行准备。要使用计算机对制造的过程进行模拟，建立定子线圈制造的三维模型，然后对制造过程进行模拟，在模拟完成后对尺寸进行记录。在定子线圈尺寸成型以后，进行嵌线制造过程的模拟，对线圈的端部嵌线间隙进行计算，检验三维模拟出的线圈尺寸在嵌线施工中的效果，如果效果不好，要重新进行尺寸的计算，然后也要对间隙进行计算。通过重复的计算和调整一定可以得到最佳的尺寸，在尺寸确定以后，要结合实际的生产情况对制造的技术进行确定。在进行线圈尺寸的计算的时候，技术人员一定要对一下问题进行掌握。在进行实际生产中，定子线圈的尺寸对下个施工工序的嵌线影响到底有多大。在进行线圈尺寸计算的时候，如果遇到嵌线间隙过大的时候要如何进行处理；如果间隙过小就会导致嵌线的施工难度加大，这个时候要进行怎样的操作可以对成型的尺寸进行调整。 2 计算机三维模型的建立在使用计算机对定子线圈的制造进行三维模拟实验的时候，首先要建立一个