电力拖动自动控制系统课程综述

电力拖动自动控制系统课程综述

电力拖动自动控制系统课程综述

姓 名：宋文钦

学 号：0705071040

班 级：自动化（1）班

一、 课程简介

电力拖动实现了电能与机械能之间的能量变换，而电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是通过控制电动机电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。工业生产和科学的发展，对运动控制系统提出新的更为复杂的要求，同时也为研制和生产各类新型控制系统提供了可能。

现代运动控制技术以各类电动机为控制对象，以计算机和其他电子装置为控制手段，以电力电子装置为弱电控制强电的纽带，以自动控制理论和信息处理理论为理论基础，以计算机数字仿真和计算机辅助设计为研究和开发的工具。由此可见，现代运动控制技术已成为电机学、电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术、控制理论、信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。

电力拖动自动控制系统是电气工程及其自动化专业的必修课。电力拖动自动控制系统课程的内容包括闭环控制的直流调速系统、多环控制的直流调速系统、可逆调速系统、直流脉宽调速系统和位置随动系统。使学生掌握经典直流调速系统的基本概念、基本原理和基本规律；使学生了解电力拖动自动控制系统的基本形式及其控制规律；了解经典直流调速系统的基本体系；使学生能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析，培养学生分析问题和解决问题的能力；电力拖动自动控制系统是培养一名高素质的电气工程及其自动化专业技术人员的必修课程。

本课程的学习时间大四第一学年从1到12周，72个学时，学习课本基本内容，第14周、15周进行实验课学习，8个学时，培养动手实践能力，这门课程共80个学时。

二、 课程主要内容

本课程分3篇，共9章。如下:

第1章 绪论

第一篇 直流调速系统

第2章 转速反馈控制的直流调速系统

第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统

第4章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统

第二篇 交流调速系统

第5章 基于稳态模型的异步电动机调速系统

第6章 基于动态模型的异步电动机调速系统

第7章 绕线转子异步电动机双馈调速系统

第8章 同步电动机变压变频调速系统

第三篇 伺服系统

第9章 伺服系统

电力拖动自动控制系统课程综述

第一章绪论，对运动控制系统的历史与发展以及相关学科作简的介绍，着重指出转矩控制是运动控制系统的根本规律，磁场控制也相当重要，最后介绍了典型的负载特性。

第二章介绍转速反馈控制的直流调速系统，包括直流调速系统用的可控直流电源、稳态调速性能指标和机械特性、转速反馈控制的直流调速系统以及数字控制和仿真。

第三章转速、电流反馈控制的直流调速系统，介绍了其组成和静特性、系统的数学模型，并从启动和抗扰两方面分析，最后介绍的是调节器的工程设计方法。

第四章可逆与弱磁调速和直流桥式PWM主回路，进一步讨论可逆直流调速系统和弱磁控制的直流调速系统，在转速、电流双闭环直流调速系统的基础上增设电动势控制环和励磁电流环，可控制电流电动机的气隙磁通，实现弱磁调速。

第五章包括异步电动机稳态模型、PWM技术、调压调速、转速开环变压变频调速和转速闭环转差控制系统。在基于稳态模型的异步电动机调速系统中，采用稳态等效电路来分析异步电动机在不同电压和频率供电条件下的转矩与磁通的稳态关系和机械特性，并在此基础上设计异步电动机调速系统。

第六章包括异步电动机动态模型、矢量控制系统与直接转矩控制系统，最后，讨论了异步电动机的转速估算方法，重点介绍的是异步电动机的性质、数学模型和按转子磁链定向的矢量控制系统。

第七章为绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统，加重了双馈调速在风里发电中的应用。控制绕线转子异步电动机的转子电压可以利用其转差功率实现转速调节，构成转差功率馈送型调速系统，效率高且具有良好的调速性能。

第八章为同步电动机调速系统，对原有顺序作了调整，增加了同步电动机的直接转矩控制。包括有同步电动机的稳态模型调速方法、他控和自控变频同步电动机调速系统等。

第九章为伺服系统，包括直流和交流伺服系统，首先建立直流和交流伺服系统的统一模型，再讨论系统结构，并分析系统的设计方法及稳定性。

三、 课程总结

学习这门课程，掌握的内容有：

可控电源-电动机系统的特殊问题及机械特性，调速系统的性能指标，交、直流调速系统的工作原理和结构，反馈控制的基本特点，反馈控制系统的静态和动态性能指标及分析方法，调节器结构结构及参数的设计方法，反馈控制系统的实现，计算机仿真在控制系统中的应用等。

直流调速系统是运动控制系统的基础，我们先从直流调速系统入门，建立了扎实的控制系统分析与设计的概念和能力以后，再进入交流调速系统的学习。

在实验课的学习中，了解并熟悉了双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理及组成，了解了转子串电阻的绕线式异步电动机在调节定子电压调速时的机械特性，进一步理解了交流调压系统中电流环和转速环的作用，了解了串级调速系统的静态与动态特性，掌握了串级调速系统的调试步骤及方法。例如，在做双闭环三相异步电动机串级调速系统实验中，串级调速系统采用了在转子回路中附加电势的方法，将转子三相电动势经二极管三相桥式不控整流得到一个直流电压，由晶闸管有源逆变电路来改变转子的反电动势，从而方便地实现无级调速，并将多余的能量回馈至电网，这是一种比较经济的调速方法。

最后，感谢孙老师这学期以来的悉心教导！

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pp9h.html