西南交大电力电子与电力传动实训

电力电子与电力传动实训实验指导书

西南交通大学电气工程学院电气工程专业实验中心

二零一四年二月

目录

1.概述.......................................................................................................................12.总体技术参数......................................................................................................2

2.1系统参数...................................................................................................22.2系统构成...................................................................................................2

2.2.1实验台.........................

电力电子与电气传动综合课程设计任务书

一、目的及要求：

通过电力电子与电气传动的综合课程设计教学环节,使学生掌握以直流电动机为对象组成的运动控制，包括转速单闭环调速系统，转速、电流双闭环控制调速系统，静态、动态性能分析及工程设计方法，掌握以交流电动机为对象组成的运动控制,包括基于稳态模型和动态模型的异步电动机调速系统以及同步电动机调压调速系统的工作原理和性能特点。

通过该课程的学习，培养学生理论联系实际的能力，掌握电气传动控制系统的工作原理和设计方法，从实际出发，深入地进行理论分析，应用理论解决电气传动系统中的实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。检验同学们对所学知识的掌握程度和运用能力。 二、内容及步骤： 内容：

1. 设计一个三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，利用可调的直流电压驱动直流电机进行调速，仿真观察整流电路输出电压和电流波形，电机电流、转速、转矩变化曲线。

2. 设计一个双闭环直流电动机调速系统，整流装置采用三相桥式电路，电动机参数：UN=220V,IdN=136A,nN=1460r/min,Ce=0.132V.min/r, 过载倍数λ＝1.5，整流装置放大系数Ks＝40，电枢回路总电阻R＝0.5欧，时间常数Tl

电力电子与电气传动综合课程设计任务书

一、目的及要求：

通过电力电子与电气传动的综合课程设计教学环节,使学生掌握以直流电动机为对象组成的运动控制，包括转速单闭环调速系统，转速、电流双闭环控制调速系统，静态、动态性能分析及工程设计方法，掌握以交流电动机为对象组成的运动控制,包括基于稳态模型和动态模型的异步电动机调速系统以及同步电动机调压调速系统的工作原理和性能特点。

通过该课程的学习，培养学生理论联系实际的能力，掌握电气传动控制系统的工作原理和设计方法，从实际出发，深入地进行理论分析，应用理论解决电气传动系统中的实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。检验同学们对所学知识的掌握程度和运用能力。 二、内容及步骤： 内容：

1. 设计一个三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，利用可调的直流电压驱动直流电机进行调速，仿真观察整流电路输出电压和电流波形，电机电流、转速、转矩变化曲线。

2. 设计一个双闭环直流电动机调速系统，整流装置采用三相桥式电路，电动机参数：UN=220V,IdN=136A,nN=1460r/min,Ce=0.132V.min/r, 过载倍数λ＝1.5，整流装置放大系数Ks＝40，电枢回路总电阻R＝0.5欧，时间常数Tl

电力电子与电力传动

一、学科概况

电力电子与电力传动是一个与电能的变换与控制密切相关的应用基础学科。它是近年来发展较快的交叉学科。它综合了电能变换、电磁理论、控制理论、电子技术、计算机等学科的知识。它以控制理论为基础，运用计算机、数字信号处理器和微电子技术为手段，控制电力半导体器件开关来实现电能的变换，达到不同的使用目的。目前，电力电子技术已经广泛应用于工业生产中，如高效率、高质量的电源技术，电机传动调速系统、电力系统电能质量控制、新型直流输电技术和交流灵活输电技术等领域。电力电子与电子传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。 在电气工程学科下，我校有电力电子与电力传动、电力系统及其自动化两个二级学科硕士点。本学科主要从事大功率整流、变流、逆变装置，电机传动装置以及与上述装置有关的控制理论和技术，故障检测、保护、仿真技术等方面的教学和研究。本学科现有教授6人，副教授14人。

学科专业研究方向

1.电力电子技术在电力系统中的应用

研究电力电子技术在电力系统中的应用。应用现代电力电子技术和控制技术实现电能质量控制，包括电力系统无功补偿、电力系统有源滤波技术和瞬

电力系统仿真模拟实训装置

采购清单

设备 1：电力系统仿真模拟试验装置

1、设备尺寸：不小于12000×4000mm×1500mm(高)

2、全面、准确反映发电、输电、供用电、电力系统仿真模拟装置整体机构，仿真演示，配合控制端操控模拟。

4、功能模块要求：

（1）含水电站水利枢纽、500KV 升压站、220KV 变电站、用户变电站、

500KV/220KV/110KV/10KV/以及 220/380 线路.充分反映了我国电力系统的主要电压等级；（2）能够演示从发电、输变电、供用电整过过程，光电动态演示等功能。

本装置设计的基本思路：通过水电站、风电、变电站、输电线路以及用电设备的仿真展示电力系统的组成、主要电气设备的结构和作用；展示电力系统电能生产、变换、输送分配和消费的全过程。以达到展示与满足教学实习、实训的目的。

（3）水电站枢纽：3000mm×2000mm（所占空间）

水利枢动态仿真装置由溢流坝段、非溢流坝段、电站机组、船闸系统之间的连接边墙、导水墙及坝顶上部建筑物组成，采用电站工程布置图制作，它包括水资源开发与利用的水利水电蓄水枢纽，水利水电枢纽包括水利工程中的一些主要建筑物。整个水工建设动态，直观，它能反映水工建筑物的一些细部结构特点，对一些结构复杂，

陕西铁路工程职业技术学院

2014～2015学年第二学期

电力机车制动机 检查与保养实训

任 务 书

系 别 专 业 班 级 指导老师

2015年 6 月 19 日

2014～2015学年第二学期

《电力机车制动机检查与保养实训》任务书

一、实训目的

电力机车制动机检查与保养实训是铁道机车车辆专业的一门专业基础实践课，通过该项实训，使学生巩固电力机车制动机检查与保养课程的理论知识，熟悉和掌握电力机车制动机检查与保养的相关实践项目，为进一步学习铁道机车车辆专业课程打下良好的基础。

二、实训内容

1. 认识交流电力机车风源系统的组成及各组成部分的作用； 2. 认识DK-1型电空制动机的组成和各部件的构造及作用； 3. 对DK-1型电空制动机在不同工况下进行试验； 4. DK-1型电空制动机的故障处理；

5. 认识CCBII型电空制动机的组成和各部件的构造及作用； 6. 对CCBII型电空制动机在不同工况下进行试验； 7. CCBII型电空制动机的故障处理。

三、实训要求：

1. 每天写一篇实训日记，内容为实

作业1

1.1 指出常用器件可达的功率与频率能力

SCR , GTO, IGBT , MOSFET, 功率能力:SCR(10MW)>GTO(MW)>IGBT(百KW)>MOSFET(10KW) 频率能力:MOSFT(百KHz)>IGBT(10KHz)>GTO(1KHz)>SCR(几百Hz)

1.2 一SCR需承受电流平均值100A, 电压峰值300V, 选择其电流电压定额 电压定额UTIT(AV)：2*300V=600V 电流定额IT(AV)：1.5*100A=150A 1.3 简述SCR正常导通条件, 非正常导通条件 正压,门极触发; 过压,过电压上升率,过温 1,4简述变流器件常用工作状态与损耗种类. 工作状态：通态、断态、开关状态

损耗种类：稳态损耗：通态损耗、断态损耗 动态损耗：开通损耗、关断损耗 作业2

2.1 简述器件驱动信号基本要求 足够的幅度、陡度、宽度

及良好的可靠性、抗扰性、电气隔离性。 2.2 简述MOSFET、IGBT常用开通与关断正压.

MOSFET常用开通电压为10~15V,关断电压为-5~-15V IGBT常

《液压与气压传动》实训教学大纲

一、实训课程的性质和任务：

本课程是机电和机械类专业基础课程。液压传动是与机械传动，电力和气动传动等相并列的一种传动形式，是机械设备设计、使用和维护所必须掌握的技术和知识。让学生掌握液压与气动传动的基础知识，掌握各种液压和气动元件的工作原理、特点、应用和选用方法，熟悉各类液压与气动基本回路的功用、组成和应用场合，了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用。实训教学不仅能帮助加深理解液压与气压传动中的基本概念，巩固理论知识，其重要意义还在于引导学生在实训的过程中，学到基本的理论和技能，提高学生的动手能力，培养学生分析和解决液压与气动技术中工程实际问题的能力。

二、实训课程教学目标：

1．掌握液压与气压传动的基础知识和基本计算方法。

2．了解常用液压泵、液压缸、气缸及控制阀的工作原理、特点及应用。

3．学习分析基本液压回路和气动控制回路的方法，读懂液压与气动控制系统回路图。

4．通过实训培养学生设计基本液压系统及气动控制系统的思路，按照回路图熟练选用元件，按照项目要求正确组装并调试液压与气动控制回路。

5．通过探索性的实训项目，培养学生的创新能力。

6．了解国内外先进液压与气动技术成果在机电一体化

燕山大学毕业设计论文（专用纸）

第一章 电力电子器件

1.1 使晶闸管导通的条件是什么？

答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或者UAK >0且UGK>0 1.2 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。

1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值Id1,Id2,Id3与电流有效值I1，I2，I3

1?Im2解:a) Id1=Imsin(?t)?(?1)?0.2717Im 42???2?2 I1=

1?Im312(Imsin?t)d(wt)???0.4767Im ??2?4242?1?Im2 b) Id2=??Imsin?td(wt)?(?1)?0.5434Im

?422I2=

1?2Im312(Imsin?t)d(wt)???0.6741Im ???4242??121Imd(?t)?Im c)

异步电动机矢量控制系统

1 异步电动机矢量控制原理

异步电动机的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时,必须面向这样一个动态模型。经过多年的潜心研究和实践,有几种控制方案已经获得成功的应用,目前应用最多的方案有: (1)按转子磁链定向的矢量控制系统; (2)按定子磁链控制的直接转矩控制系统。三相交流异步电机矢量控制理论用来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量。

矢量控制要求对异步电机的动态数学模型进行化简，将定子电流分解为转矩分量和励磁分量，通过控制矢量电流i的幅值和方向去等效地控制三相电流ia、ib、ic的瞬时值，从而调节电机的磁场和转矩以达到调速的目的。矢量控制系统的原理结构图如图1-1

图1-1 矢量控制系