电力拖动与控制教案

第10章

船舶舵机的电力拖动不控制

教学目的：掌握舵机电力拖动的特点；操舵方式及原理、性能；自动舵的类型及特点。 教学重点：各种操舵的性能，自动舵的特点。 教学难点：各种操舵的原理。 §10-1 舵机电力拖动与控制的基本要求 §10-2 操舵方式及基本工作原理 §10-3 自动舵的基本类型及其调节规律

§10-4 自动操舵系统基本要求和工作原理

概 述 舵是船舶的一种十分重要和不可缺少的丏用舾装设备。如果船没有舵或舵失灵，在大海里任凭风浪摆布。无主动航向的船不仅不能保证航行的 安全，而丐是不能到达目的港的。

舵是驾驶人员用来保持或改变船舶在水中运动方向的与用设备。 船舵功能：I. 保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性； II. 改变船舶运动方向的能力，称回转性。

通常把二者统称为船舶的操纵性。

§10-1 舵机电力拖动不控制的基本要求1. 舵机装置 舵机装置由操舵装置、舵机、传动机构和舵叶四部分组成。

1)电动—机械舵机装置(小船) 电动机通过齿轮转动带动舵叶 2)电动—液压舵机装置(远洋船) 电动机(普通长期工作制)通过液压系统转动带动舵叶。

2)舵机电力拖动控制的基本要求(1)工作可靠 供电：

第10章

船舶舵机的电力拖动不控制

教学目的：掌握舵机电力拖动的特点；操舵方式及原理、性能；自动舵的类型及特点。 教学重点：各种操舵的性能，自动舵的特点。 教学难点：各种操舵的原理。 §10-1 舵机电力拖动与控制的基本要求 §10-2 操舵方式及基本工作原理 §10-3 自动舵的基本类型及其调节规律

§10-4 自动操舵系统基本要求和工作原理

概 述 舵是船舶的一种十分重要和不可缺少的丏用舾装设备。如果船没有舵或舵失灵，在大海里任凭风浪摆布。无主动航向的船不仅不能保证航行的 安全，而丐是不能到达目的港的。

舵是驾驶人员用来保持或改变船舶在水中运动方向的与用设备。 船舵功能：I. 保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性； II. 改变船舶运动方向的能力，称回转性。

通常把二者统称为船舶的操纵性。

§10-1 舵机电力拖动不控制的基本要求1. 舵机装置 舵机装置由操舵装置、舵机、传动机构和舵叶四部分组成。

1)电动—机械舵机装置(小船) 电动机通过齿轮转动带动舵叶 2)电动—液压舵机装置(远洋船) 电动机(普通长期工作制)通过液压系统转动带动舵叶。

2)舵机电力拖动控制的基本要求(1)工作可靠 供电：

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授课日期 班 级

09高机电(3) 课题：第二单元 课题一 三相异步电动机的正转控制线路（一） 教学目的、要求：熟悉绘制、识读电路图、布置图、接线图的原则；熟知手动、点

动正转控制线路的构成、工作原理；能正确熟练地安装、维修、调试电路。

教学重点、难点：绘制电路图的原则；手动、点动正转电动机的控制线路

授课方法：讲授法、演示法 教学参考及教具（含电教设备）： 自制电路演示板 授课执行情况及分析：完成此次教学任务

教学过程及时间分配 主 要 教 学 内 容 教学方法 运 用 复 习 提 问 板 书 板 书 引入(10min) 1：什么叫热继电器？热继电器由哪几部分构成？ 新 授

“电力拖动控制系统”习题

第一章习题

1-1 某V-M系统，电动机数据为：Pnom=10kW，Unom=220V，Inom=55A，nnom=1000r/min，Ra=0.1Ω。若采用开环控制系统，且仅考虑电枢电阻引起的转速降。

1．要求s=10%，求系统调速范围。

2．要求调速范围D=2，则其允许的静差率s为多少？ 3．若要求D=10，s=5%，则允许的转速降Δnnom为多少？

1-2 在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数变化时系统对其是否有抑制调节作用，为什么？

1．放大器的放大系数Kp。 2．供电电网电压。 3．电枢电阻Ra。 4．电动机励磁电流。 5．电压反馈系数γ。

1-3 某调速系统的调速范围是150~1500r/min，即D=10，要求静差率s=2%，此时系统允许的稳态速降是多少？如果开环系统的稳态速降是100r/min，此时闭环系统的开环放大系数应有多大？

1-4 在教材图1-23（P19）所示的转速负反馈有静差系统中，当Un*不变时调整转速反馈电位计RP2，使转速反馈系数α增大至原来的2倍。试问电动机转速n是升高还是下降？系统的稳态速降比原来增加还是减小？对系统稳定是有利还是不利？为什么？

一 名词解释（5个*4=20分） 拖动系统的运动方程式 动态转矩

静态工作点及其稳定性

直流他励电机机械特性方程 直流电机的制动方式（三种）【发电反馈】 调速范围 静差率

恒转矩/恒功率调速 转差率 启动能耗

二 简答题（4道*10=40分）

简述机电传动系统运动方程中动态转矩的物理意义。

简述机电传动系统运动方程中双轴传动系统中静态转矩和动态转矩的折算方法。

简述静态工作点稳定性的判定条件。

简述传动系统的起停过程中减少过渡过程时间的方法。 简述直流他励电机三种制动方式的原理及特点

简述已知直流他励电机运行参数和固有机械特性时，人为机械特性的方法

直流他励电机的机械特性方程

直流电机制动运行的三种方式及其特点 四象限图

静差率、调速范围、最高工作转速和转速降落之间的关系 发电机-电动机调速系统的工作原理

异步电动机的固有特性公式及转差率s的含义

绕线转子电机串入电阻后人为特性曲线与固有特性曲线之间的关系

简述笼型转子异步电动机起动过程中能量损耗构成与减少转子回路能量损耗的办法。

简述通过改变异步电动机的定子绕组电压时，异步电动机人为特性曲线有什么特点？

异步电机传动系统启动应该注意哪些问题

《电机与电力拖动》复习题

备注：1.请考生自带计算器；

2.计算题只有答案以零分计。

一． 试说明他励直流电动机的起动方法及其特点。 二． 试说明变压器并联运行的条件。

三． 电压变化率ΔU%和阻抗电压UK有什么联系？UK的大小决定

于哪些因素？ UK的大小对变压器运行的影响如何？

四． 一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三

相额定电压，会产生什么后果？

五． 一台八极异步电动机电源频率?=50Hz，额定转差率SN=0.04，

试求额定转速nN。

六． 一台单相变压器，额定容量SN=1000kVA ,额定电压U1N／

U2N=60／6.3kV , 额定频率?=50Hz，归算至高压侧的ZK=61＋j205Ω，P0=5000W，PKN=16950W。求： （1） 阻抗电压UK；

（2） 额定负载且cosψ2=0.8（滞后）时的电压调整率； （3） cosψ2=0.8（滞后）时的最高效率。

七． 如果一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开，试

问是否能同步转动？

八． 一台直流发电机的额定数据为：PN=100kW，UN=230V，

nN=2850r/min，ηN=85%，试求该发电机的额定电流IN及额定输入功率P1N。

电力拖动自动控制系统总复习例题

一、 填空题（10分）每小题2分

得分 1. V –M 系统的开环机械特性由连续段与断续断组成。连续段的特性比较硬 ,改变控制角?时是一族平行的直线,在断续区的特性呈现显著非线性，特性软，理想空载转速高。 2. 单闭环调速系统采用PI调节器校正环节解决了动静特性间的矛盾，而保留电流截止环节是为解决启动时冲击电流过大的问题，当减速或停车时，由于可控硅电路的电流不能反向，不能产生制动转矩，欲要快速制动就需增设能耗制动线路。

3. 静差率与机械特性的硬度有关，特性越硬，静差率越小，则稳态精度越高，同样硬度的特性，理想空载转速越低，静差率越大，则稳速的精度越差。

4. 双闭环调速系统，在启动过程的大部分时间内，转速调节器处于饱和状态，此时它起着饱和非线性控制作用；当转速超调后，转速调节器退出饱和，它才真正发挥线性（速度）调节作用。

5. 转速电流双闭环系统中，对于电网电压的波动电流调节器起主要抗扰调节作用，对于负载的波动转速调节器起主要的抗扰调节作用。

6. 双闭环直流调速系统的启动过程可分为电流上升阶段、恒流加速阶段、转速调整阶段、稳定运行阶段。

7. 环流可分为两大类：静态环流和动态环流。

8. 在直流电机可逆调速

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授课日期 班 级

课题： 绪论 第一单元 课题一 低压电器的分类和常用术语 教学目的、要求：了解电力拖动的意义、定义、组成；了解本课程学习的注意事

项；熟悉低压电器的分类方法和常用术语的含义。

教学重点、难点：电力拖动的定义、组成；低压电器的分类方法和常用术语的含

义。 授课方法：讲授法、演示法 教学参考及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：完成此次教学任务

教学过程及时间分配 新 授 (25min) 一：电力拖动

第一章 电力拖动系统的动力学基础

1-1 什么是电力拖动系统?它包括那几部分？都起什么作用？举例说明．

答：由原动机带动生产机械运转称为拖动。用各种电动机作为原动机带动生产机械运动，以完成一定的生产任务的拖动方式，称为电力拖动。电力拖动系统，一般由电动机、机械传动机构、生产机械的工作机构、控制设备和电源五部分组成。

其中，电动机作为原动机，通过传动机构带动生产机械的工作机构执行某一生产任务；机械传动机构用来传递机械能；控制设备则用来控制电动机的运动；电源的作用是向电动机和其他电气设备供电。

1-2 电力拖动系统运动方式中T，Tn 及n的正方向是如何规定的？如何表示它的实际方向？

答：设转速n对观察者而言逆时针为正，则转矩T与n的正方向相同为正；负载转矩TL与n的正方向相反为正。与正方向相同取正，否则取反。 1-3 试说明GD的概念

２

GD2答：J=即工程中常用表示转动惯量的飞轮惯量。

4g1-4 从运动方程式中如何看出系统是处于加速、减速、稳速或静止等运动状态？

答: 当T?TL时，dndt?0，系统加速；当T?TL时，dndt?0，系统减速。当T?TL 时，dndt?0，转速不变，系统以恒定的转速运行，或者静止不动。

1-5 多轴电力拖动系

学年度 第 二 学期 期末试卷二

《 电力拖动控制线路与技能训练 》

适用班级： 出题人：

一．判断题，对的打“√”，错的打“×”（每题1分，共60分） 1、熔断器的额定电流与熔体的额定电流含义相同。 （ ）

2、当熔体的规格过小时，可用多跟小规格的熔体并联代替一根大规格的熔体。 （ ） 3、在更换新的熔体时，不能轻易改变熔体的规格，更不准随便使用铜丝或铁 丝代替熔体。 （ ）

4、低压断路器只能起控制电路接通和断开的作用，不能起保护作用。 ( ) 5、低压断路器中电磁脱扣器的作用是实现失压保护。 ( ) 6、倒顺开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。 （ ）

7、按下复合按钮时，其常开触头和常闭触头同时动作。 （ ）

8、当按下启动按钮然后再松开时，其常开触头一直处于闭合接通状态。 （ ） 9、接触器除用来通断大电流电路外，还具有欠电压和过电压保护功能。（ ） 10、接触器触头的常开和常闭是指电磁系统味通电动作前触头的状态。（ ） 11、直流接触器铁心端面不需要嵌装短路环。（ ）

12、为了使直